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磁力轴承结构设计及其转子结构特性分析

全定策  
【摘要】: 磁力轴承由于具有一系列独特性能,被称为是支承技术的一场革命。磁力轴承具有非接触、无摩擦、无磨损、无润滑、无污染、寿命长、精度高、刚度和阻尼可控、可调等一系列优点,而且随着计算机技术、自动控制技术、微电子技术的飞速发展,其应用越来越广泛。 本文系统地介绍了磁力轴承的原理、国内外发展状况及其在实际工业中的应用。根据磁力轴承结构优化设计目标函数和约束条件,推导了径向、轴向磁力轴承结构参数设计公式,并设计了一套磁力轴承试验台装置。另外,介绍了基于耦合激磁的5自由度主动磁力轴承的基本原理概念,并推导了磁力的计算公式及其主要结构参数设计公式。 阐述了利用有限元法分析转子固有振动特性以及三维有限元的基本理论。利用有限元分析软件ANSYS计算出所设计的磁力轴承转子简化模型在刚性支承和弹性支承下的固有频率,并对其各阶振型进行了仿真。 介绍了微机电系统(MEMS)技术的概念和特点,并简要地叙述了微机电系统的材料和主要加工工艺。主要讨论了微机电系统主要的设计方法以及微机电系统技术在磁力轴承中的应用,最后指出了目前微机电系统技术所面临的主要问题及其发展趋势。 论文最后在总结全文的基础上对该项研究的发展进行了展望。


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