比例电磁铁吸力特性参数化仿真与分析

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringParametricSimulationandAnalysisoftheSuctionCharacteristicsofProportionalSolenoidMasterCandidate：ShaoChengMajor：MechanicalEngineeringSupervisor：Prof.XuYiminWuhanUniversityofScienceandTechnolo

2、gyWuhan,Hubei430081,P.R.ChinaMay16th,2015摘要比例电磁铁作为电液比例技术中应用最广泛的电—机械转换元件，其工作特性的好坏对电液比例控制元件及整个系统的性能具有十分重要的影响。然而国内对比例电磁铁的开发仍停留在技术跟踪阶段，缺乏对核心技术的掌握。因此通过参数化仿真方法探究不同设计参数对吸力特性的影响，对比例电磁铁的优化设计和性能改善具有重要意义。本文的主要内容分述如下：通过查阅国内外相关文献资料，对比例电磁铁的基本结构以及吸力特性进行了介绍。在对国内外的研究现状进行了总结对比后，列举了比例电磁铁的研究方法，并确定了本文的

3、研究方法和技术路线。详细阐述了包括磁化原理以及磁场能量与磁场力在内的电磁场理论基础。结合电磁场相关理论，对比例电磁铁进行了磁场分析，建立了磁路模型，并基于磁路模型，对比例电磁铁的工作机理进行了分析。以有限元理论为指导，阐述了三维有限元分析方法的实现过程。以某型号比例阀使用的比例电磁铁为对象，借助Maxwell软件实现了吸力特性的参数化仿真，并将仿真结果与实验结果进行对比，验证了仿真方法的正确性。将比例电磁铁吸力特性的参数化仿真方法推广到工程应用领域，深入探讨在不同区段的电流与行程内电磁吸力的变化，并进行了理论分析。概括了全文的主要研究工作和成果，并展望了今后

4、需进一步研究的工作。关键词：比例电磁铁；吸力特性；参数化仿真；有限元IAbstractProportionalsolenoid,astheelectrical-mechanicalconversioncomponent,isthemostwidelyusedinelectro-hydraulicproportionaltechnology.Itsperformancehasagreatinfluenceontheperformanceoftheelectro-hydraulicproportionalcontrolcomponentsandthewholes

5、ystem.However,thedomesticdevelopmentoftheproportionalsolenoidstillremainsinthetrackingperiod,whichislackofmasteryofcoretechnology.Therefore,exploringtheinfluenceofdifferentdesignparametersonsuctioncharacteristicswithparametricsimulationmethodhassignificancefortheoptimizationdesigna

6、ndtheperformanceimprovementofproportionalsolenoid.Themaincontentsofthispaperareasfollow：Byreviewingthedomesticandforeignrelevantliterature,thebasicstructureandthesuctioncharacteristicsofproportionalsolenoidareintroduced.Thedomesticandforeignresearchstatusissummarized,thentheresearc

7、hmethodsofproportionalsolenoidarelisted,theresearchmethodandtechnologyrouteofthispaperaredetermined.Electromagneticfieldtheoreticalbasisincludingmagnetizationprinciple,magneticenergyandmagneticforceisdescribedindetail.Combinedwiththerelevanttheoryofelectromagneticfield,themagneticf

8、ieldofproportionalsolenoid