Математическое моделирование магнитных полей в двухкоординатных магнитострикционных наклономерах

• Автор: Воронцов, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИИ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ НАКЛОНОМЕРОВ.
1.1 Состояние вопроса
1.2 Анализ существующих математических моделей магнитных полей МН на УЗВ кручения
1.3 Постановка задач исследования
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В
ДВУХКООРДИНАТНЫХ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ НАКЛОНОМЕРАХ НА УЗВ КРУЧЕНИЯ
2.1 Математическое моделирование магнитного поля постоянного магнита
цилиндрической формы
2.2 Математическое моделирование магнитного поля постоянного магнита формы прямоугольного параллелепипеда
2.3 Математическое моделирование магнитного поля постоянного магнита, состоящего из трех сегментов формы прямоугольного параллелепипеда и
цилиндрической формы
Выводы по разделу
3 РАЗРАБОТКА ЧИСЛЕННОГО МЕТОДА РАСЧЕТА ПРОЦЕССА
НАМАГНИЧИВАНИЯ ЗВУКОПРОВОДА
3.1 Математическое моделирование формирования и трансляции в среде звукопровода ультразвуковых волн кручения
3.2 Численный метод расчета процесса намагничивания звукопровода
3.3 Математическое моделирование считывания УЗВ кручения
Выводы по разделу

4 КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ДВУХКООРДИНАТНЫХ МАГНИТОСТРИЩИОННЫХ НАКЛОНОМЕРОВ
4.1 Моделирование магнитных полей двухкоординатных магнитострикционных наклономеров в среде ЕЬСиТ
4.2 Разработка комплекса программ численного анализа магнитных полей двухкоординатных магнитострикционных наклономеров
4.3 Вычислительный эксперимент по расчету магнитных полей двухкоординатных магнитострикционных наклономеров с использованием
разработанного комплекса программ
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения результатов диссертации

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ДМН - двухкоординатный МН,
ЗП - звукопровод,
ЗП1, ЗП2, ЗПЗ - первый, второй и третий ЗП,
КПМ - кольцевой ПМ,
МН - магнитострикционный наклономер,
МО - математическое обеспечение.
ОМН - однокоординатный МН,
ПК - корпус в форме прямоугольного параллелепипеда,
ПМ - постоянный магнит,
ПМ1, ПМ2, ПМЗ - первый, второй и третий ПМ,
НИМ - ПМ в форме прямоугольного параллелепипеда,
ПР - противовес,
ПЭ - поплавковый элемент,
РЖ - рабочая жидкость,
СК - сферический корпус,
СПМ - сплошной постоянный магнит цилиндрической формы, УЗВ - ультразвуковая волна,
ЦК - цилиндрический корпус,
ЭАП - электроакустический преобразователь,

знака, определяемого полярностью УЗВ, коэффициентом магнитострикции Л и направлением намотки обмотки соленоида; с1{), 01} - соответственно внутренний и внешний диаметр соленоида; IV - число витков обмотки соленоида;
I - ширина обмотки соленоида.
Величина магнитострикции насыщения в зоне считывания соленоидом УЗВ кручения определяется по формуле[39]:
Х2.к = ±Я' [1 - е~ф1 {кг "Ф1) ] • ^1 - % }, (1-45)
где ф! - показатель сдвиговой упругой деформации, - эмпирический коэффициент гистерезиса материала ЗП, X - коэффициент магнитострикции, Тк - точка Кюри.
Наличие коэффициентов, полученных эмпирически в расчетных формулах, ограничивает их использование в разрабатываемых конструкциях из-за отсутствия описания их области применения и учитываемых ими факторов.
Согласно другой математической модели, ЭДС индукции, сформированная на выводах обмотки соленоида СМП, можно рассчитать по форму-ле[69]:
е{1) = ^ (1.46)

где кУп - число витков приемной катушки; - площадь поперечного сечения на пути магнитного потока Ф„, пронизывающего приемную катушку; Л -чувствительность электроакустического преобразователя (по звуковому давлению) как приемника, является справочной величиной [109].
Значение напряженности, наведенное внутри соленоида магнитным полем УЗВ кручения увеличивают в Ки раз до необходимого значения, после чего производят его преобразование в импульс необходимой формы, например прямоугольной[39,53,84,107] и амплитуды.