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探究结构设计磁悬浮直线运动平台结构设计和优化

收藏本文 2024-02-29 点赞:6595 浏览:19415 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:磁悬浮直线运动是一种具有无摩擦、无磨损、无需润滑、功耗低、寿命长等优点的非接触式的新型运动方式,特别适用于真空、高速、超静室等特殊环境,具有非常广阔的运用前景。磁悬浮技术是一个涉及电磁学、制约论述、机械学以及计算机科学等多个学科的高新技术,具有非线性、强耦合的特性。磁悬浮直线运动平台结构参数的设计与优化是系统稳定运转的基础,对于相关不足的探讨具有很高的论述作用与实用价值。本论文利用磁悬浮技术的相关原理,通过对系统进行结构的设计与优化,搭建了一种新型的能够在长直导轨上做水平运动的单自由度的磁悬浮直线运动平台。具体做了以下工作:首先,以单自由度磁悬浮系统为探讨对象,探讨其基本原理并建立了可以运用于工程实践的单自由度悬浮体的电磁力数学模型。其次,提出了满课题性能要求的双端制约模型总体设计案例;鉴于所探讨的长直导轨直线运动平台具有独特的机械结构以及工作特性,本论文对组成系统的定子导轨、悬浮体等结构参数进行设计优化,对关键材料做出合理的选择,并对系统的散热能力、机械强度、导磁性能做出校验。再次,为保证悬浮系统中悬浮体的安全稳定运转,按照系统的技术指标设计出合理且可靠的保护系统,并结合系统调试历程中出现的“磁短路”不足进行浅析,以结构设计方面提出了行之有效且具有指导作用的解决措施。最后,通过Ansoft有限元浅析策略,对所设计模型的承载力、回复力、磁场分布做出相应的仿真浅析;结合磁极的布置形式,电磁铁的平滑化处理,通过仿真浅析对模型做了进一步的改善及优化,并最终搭建出系统的实验平台;通过对于实验平台工作情况以及实验结果的进一步浅析充分验证了悬浮体、定子导轨结构设计的准确度。本论文探讨结果可实现单自由度悬浮体在长直导轨上可靠稳定运转,且.运动时受到一定侧向干扰、竖直方向干扰后具有足够的自稳定能力。本论文通过对于磁悬浮直线运动平台结构设计的探讨,搭建出满课题性能指标和技术指标的新型直线运动系统。本论文所探讨的磁悬浮直线运动平台结构的设计及优化历程,对后续进一步的探讨具有重要的参考价值。关键词:磁悬浮直线运动论文结构设计论文保护系统论文有限元浅析论文

    摘要8-9

    ABSTRACT9-11

    第1章 绪论11-21

    1.1 磁悬浮技术进展概述11-15

    1.1.1 磁悬浮技术的特点11

    1.1.2 磁悬浮技术的分类11

    1.1.3 磁悬浮技术的运用11-13

    1.1.4 磁悬浮技术的最新进展13-15

    1.2 磁悬浮直线运动平台的进展与运用15-16

    1.3 本课题探讨背景16-18

    1.4 本论文的主要工作及架构18-21

    第2章 单自由度磁悬浮系统的原理及电磁力模型21-31

    2.1 单自由度磁悬浮系统组成21-22

    2.2 磁悬浮技术的基本原理22-26

    2.2.1 磁场与磁路22-24

    2.2.2 铁磁材料的特性24-25

    2.2.3 磁力25-26

    2.3 单自由度磁悬浮系统的电磁力数学模型26-28

    2.4 本章小结28-31

    第3章 系统的结构参数设计及相关特性浅析31-51

    3.1 系统基本参数的设定31-32

    3.2 悬浮体设计32-41

    3.2.1 悬浮体设计的主要不足浅析32-34

    3.2.2 线圈的设计34-35

    3.2.3 磁极的设计35-41

    3.3 磁悬浮系统温升的探讨41-44

    3.3.1 系统损耗42-43

    3.3.2 系统温升的计算43-44

    3.4 定子导轨的设计44-49

    3.4.1 定了导轨的结构设计45

    3.4.2 定子导轨材料的选择45-49

    3.5 本章小结49-51

    第4章 保护系统的设计51-57

    4.1 保护系统设计原则51

    4.2 保护系统总体设计51-53

    4.3 磁悬浮系统“磁短路”不足探究53-56

    4.4 本章小结56-57

    第5章 基于Ansoft仿真的磁悬浮系统特性浅析及系统平台实验结果57-71

    5.1 有限元法的基本原理57

    5.2 有限元法在磁悬浮系统特性浅析中的运用57-58

    5.3 Ansoft软件介绍58-59

    5.4 电磁场浅析历程59-60

    5.5 模型仿真浅析60-66

    5.5.1 系统磁极间耦合效应的仿真浅析60-61

    5.5.2 系统磁感应强度仿真浅析61-62

    5.5.3 系统承载力仿真浅析62-64

    5.5.4 系统回复力仿真浅析64-66

    5.6 实验平台的搭建与结果浅析66-69

    5.7 本章小结69-71

    第6章 结论及展望71-73

    6.1 结论71

    6.2 未来工作展望71-73

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