永磁体间的磁力和磁力矩研究

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1、未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。博：ｔ学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进。斤研究工作所取得的成果除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的

2、法律结果由本人承担。学位论文作者签名：Ｓ＂＇Ｓ曰期；文Ｍ年月／之—————————————————————永磁体间的磁力和磁力矩研究—————————————————————ResearchontheForceandTorquebetweenPermanentMagnets————————————作者姓名：历建刚专业名称：机械设计及理论研究方向：磁力驱动理论指导教师：谭庆昌学位类别：工学博士培养单位：机械科学与工程学院论文答辩日期：2015年12月2日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位潘

3、毓学教授长春理工大学主席潘毓学教授长春理工大学母德强教授中科院长春光机所委员母德强教授中科院长春光机所马文星教授吉林大学成凯教授吉林大学盲审专家教授盲审专家单位王继新教授吉林大学盲审专家教授盲审专家单位谭庆昌教授吉林大学作者姓名历建刚论文分类号TH139保密级别公开研究生学号2009411022学位类别工学博士授予学位单位吉林大学培养单位专业名称机械设计及理论（院、所、中机械科学与工程学院心）2009年9月至研究方向磁力驱动理论学习时间2015年12月论文中文题目永磁体间的磁力和磁力矩研究ResearchontheForceandTorquebet

4、ween论文英文题目PermanentMagnets关键词(3-8个)等效磁荷理论，库伦定律，磁力，磁力矩，磁力机械姓名谭庆昌职称教授导师情况学历学位工学博士工作单位吉林大学论文提交日期2015年9月10日答辩日期2015年12月2日是否基金资助基金类别否项目及编号如已经出版，请填写以下内容出版地（城出版者（机构）名称市名、省名）出版日期出版者地址（包括邮编）摘要摘要永磁体间的磁力和磁力矩研究作者姓名：历建刚专业名称：机械设计及理论指导教师：谭庆昌磁力机械利用磁场作用力进行工作，具有无接触传递动力的特点，可以应用于机械、航天、化工和医药等领域。近些

5、年来，随着高性能稀土永磁材料磁能积的不断提高，为改善磁力机械的工作性能和扩大磁力机械的应用领域奠定了基础。工程上主要采用等效磁路法计算永磁磁场，而理论分析上常用数值计算方法。等效磁路法的数据准备简单，计算量小，缺点是对气隙磁场的计算不准确。数值计算方法的结果准确，但求解程序复杂，计算耗时。因此，本文针对磁力机械中常用的立方形和环形（包括扇形和圆柱形）永磁体，利用等效磁荷理论和库伦定律研究磁力和磁力矩的计算方法，并通过实验对磁力和磁力矩计算模型的准确性进行验证。本文主要做了以下工作：1．根据等效磁荷理论，利用磁能量法研究了两立方形磁体间磁力和磁力矩的

6、计算方法，考虑到实际磁体形状、尺寸和机械结构存在的误差，针对两磁体平行放置和相互倾斜放置，分析确定了磁力和磁力矩的计算模型，在此基础上，研究了两磁体间磁化方向配置对磁力和磁力矩计算的影响。2．根据等效磁荷理论，利用磁库伦定律研究了一个磁环位于另一个磁环内部时，磁力和磁力矩的计算方法，针对两磁环同轴、偏心和相互倾斜，分别建立了磁力和磁力矩的计算模型。通过对两同轴磁环间轴向磁力的测量，验证了磁力计算模型的准确性。I吉林大学博士学位论文3．依据验证的计算模型，分析了两磁环空间姿态参数、磁体几何尺寸和磁场气隙对磁力和磁力矩计算的影响，取得的结果对磁体尺寸公

7、差、磁路结构和形位公差所引起的磁力和磁力矩变化具有数值预测作用。4.针对一个磁环位于另一磁环外部，并且两磁环轴线相互垂直的情况，研究建立了磁力和磁力矩的计算模型，并进行了数值计算和分析。5.利用两个同轴配置的稀土永磁材料（Nd-Fe-B）制成的磁环，设计制作了一个直线往复式磁力泵实验台，通过对磁环间轴向力和轴向位移的动态测量，分析了两同轴磁环间往复传递轴向力的性能，并对磁力计算模型确定的轴向磁力与动态实验测得的轴向磁力进行了对比分析。本文工作的创新点：1.根据等效磁荷理论和库伦定律，建立了两磁环间磁力和磁力矩计算的通用模型。通过编程，该模型的计算参

8、数设置与修改方便，适于磁场的分析与优化设计计算。2.通过对永磁体尺寸和相互间位置参数的设置，建立的两磁环间磁力和磁力矩计算