镁合金定量传输用直流电磁泵电磁场的数值模拟

发布时间：2017-04-12 19:16

  本文关键词：镁合金定量传输用直流电磁泵电磁场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电磁泵驱动液态金属传输作为金属产品成型过程的重要环节，近些年来得到了广泛的应用。电磁泵利用电磁力驱动作用实现液态金属的传输，以其效率高、污染少、控制精确等优点，被广泛应用于轻合金的工业生产过程中。本文以辽宁科技大学镁合金铸轧实验工程中心的直流电磁泵为研究对象，采用数值模拟的方法，在不同的电磁铁结构、励磁电流、励磁线圈匝数以及流槽尺寸条件下，对电磁泵磁场、电场的分布进行了变参数模拟研究。 电磁场模拟研究了铁芯聚磁头结构、励磁电流与线圈匝数对磁感应强度分布的影响作用，以及不同流槽结构对电场分布的影响。研究结果表明，铁芯聚磁头结构能够有效地均匀磁场并提高磁感应强度；聚磁头截面积最佳尺寸为铁芯截面的50%~60%；励磁电流为1300A、励磁线圈为20匝时，铁芯基本达到磁饱和状态，即继续增大电流或增多线圈匝数，磁感应强度基本不变；随流槽区域长度与宽度的增大，电场电流密度逐渐减小，有效方向的电流密度比例逐渐降低。经实验研究，电磁泵传输镁合金液体，励磁电流值为1350A~1380A时，液体传输连续、稳定，流速可达到272g/s，，与模拟励磁电流值结果相吻合。 与低压铸造镁合金相比，铸轧镁合金板材加工工序简单、成材时间短、成材率高。利用电磁泵传输镁合金液体，要求流速流量要与铸轧机辊速严格匹配。采用ANSYS软件研究了电磁泵电磁场的分布问题，其研究结果对于深入认识直流电磁泵的电磁场特性并对其优化具有重要的理论价值和现实意义。
【关键词】：电磁场 电磁泵 磁感应强度 电流密度
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH35
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 液态金属传输方式10-12
• 1.2.1 重力式传输装置10
• 1.2.2 气体排代式传输装置10-11
• 1.2.3 机电式传输装置11-12
• 1.2.4 电磁式传输装置12
• 1.3 电磁技术在材料加工行业的应用12-15
• 1.3.1 电磁搅拌13
• 1.3.2 电磁制动与电磁驱动13-14
• 1.3.3 电磁约束成型技术14-15
• 1.3.4 电磁感应加热技术15
• 1.4 电磁泵国内外发展现状15-16
• 1.5 镁合金特性及电磁泵在镁加工领域的应用16-20
• 1.5.1 镁合金熔炼工艺16-17
• 1.5.2 镁合金熔炼传输气体保护17
• 1.5.3 电磁泵设备简介17-18
• 1.5.4 电磁泵驱动区域结构及工作原理18-19
• 1.5.5 电磁泵在镁合金加工过程中的应用19-20
• 1.6 本论文主要研究内容及意义20-22
• 2. 电磁场有限元理论22-28
• 2.1 有限元法22
• 2.2 软件介绍22-23
• 2.3 电磁学基本理论23-27
• 2.3.1 麦克斯韦方程组24-26
• 2.3.2 洛伦兹力公式26
• 2.3.3 电磁场微分方程26-27
• 2.3.4 电磁场边界条件27
• 2.4 电磁流体理论假设27
• 2.5 本章小结27-28
• 3. 电磁泵磁场数值模拟研究28-47
• 3.1 二维电磁泵磁场模拟28-34
• 3.1.1 二维磁场强度仿真的模型与边界条件28-31
• 3.1.2 二维磁场强度模拟的结果与分析31-34
• 3.2 三维电磁泵磁场模拟34-46
• 3.2.1 三维磁场强度仿真的模型与边界条件34-39
• 3.2.2 三维磁场强度模拟的结果与分析39-46
• 3.3 本章小结46-47
• 4. 电磁泵电场数值模拟研究47-56
• 4.1 三维电磁泵电场强度仿真的模型与边界条件47-50
• 4.2 三维电磁泵电场强度模拟的结果与分析50-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5. 直流电磁泵浇铸实验研究56-62
• 5.1 实验原理及目的56
• 5.2 实验条件56
• 5.3 实验设备56-59
• 5.4 实验内容与结果59-60
• 5.5 实验结果分析60-61
• 5.6 本章小结61-62
• 6. 结论与展望62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况66-67
• 致谢67-68
• 作者简介68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 左铁镛;杜文博;;The developing strategy of Chinese magnesiumand magnesiumalloy[J];广东有色金属学报;2005年Z1期

2 王勇;王杰;;电磁泵定量浇铸系统定量控制及电磁泵的结构设计[J];机电信息;2011年06期

3 张丁非;胡红军;潘复生;杨明波;;镁合金薄板快速铸轧过程有限元仿真研究[J];材料热处理学报;2010年03期

  本文关键词：镁合金定量传输用直流电磁泵电磁场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：301963