1、中 国 矿 业 大 学 （ 北 京 ）本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ）中文题目： 影响磁力的材料几何参数计算机模拟研究 英文题目： A computer simulation study of magnetic impact by materials geometric parameters 姓 名： 许岑 学 号： 0811340213 学 院： 机电与信息工程学院 专 业： 材料科学与工程 班 级： 2008 级 2 班 指导教师： 刘文言 职 称： 研究员 完成日期： 2012 年 6 月 8 日中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）任务书学院 机电与信息工程学院 专业 材
2、料科学与工程 班级 2008 级 2 班 学号 0811340213 学生姓名 许岑 任务下达日期： 2011 年 12 月 30 日完成日期： 2011 年 6 月 8 日题目：影响磁力的材料几何参数计算机模拟研究专题题目：磁力软启动技术研究主要内容和要求：主要内容：了解磁力传动的基本组成，掌握磁场及磁力的计算机模拟方法，研究材料的尺寸对径向及轴向磁力的影响规律，初步具备分析问题和解决问题的能力。要求：1、了解磁力传动的基本组成，掌握磁场及磁力的计算机模拟方法。2、了解磁力计算的基本原理以及磁力传动的国内外发展现状以及发展趋势。3、研究材料尺寸对径向及轴向磁力的影响规律。4、撰写毕业设计论文
3、。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）指导教师评阅书学院 机电与信息工程学院 专业 材料科学与工程 班级 2008 级 2 班 学生姓名 许岑 题目：影响磁力的材料几何参数计算机模拟研究专题题目：磁力软启动技术研究指导教师评语：成绩： 指导教师签名： 年 月 日中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）评阅教师评阅书学院 机电与信息工程学院 专业 材料科学与工程 班级 2008 级 2 班 学生姓名 许岑 题目：影响磁力的材料几何参数计算机模拟研究专题题目：磁力软启动技术研究评阅教师评语：成绩： 评阅教师签名： 年 月 日中国矿业大学（北京）2011 届本科生毕
4、业设计（论文）答辩及综合成绩学院：机电与信息工程学院学生姓名： 许岑 学号： 0811340213 专业： 材料科学与工程 班级：2008 级 2 班题目：影响磁力的材料几何参数计算机模拟研究专题题目：磁力软启动技术研究设计说明书（论文）： 页， 图纸: 张, 其它材料:答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正确基 本正 确有 一 般 性 错 误有 原 则 性 错 误回 答不 清答辩成绩： 答辩小组长： 年 月 日指导教师评价成绩： 指导教师： 年 月 日评阅教师评价成绩： 评阅教师： 年 月 日答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任：年 月 日学院领导小组综合评价成绩：学院领导小组负
5、责人：年 月 日摘 要随着永磁磁力传动技术的发展，其实际应用中的问题也逐渐凸现出来。尤其是如何在节约成本和符合工程实际的条件下更高效率的传动转矩的问题仍有待解决。本课题就是针对永磁磁力传动装置中永磁体尺寸的选择问题做计算机模拟研究。本文首先对主要的磁力传动装置作了简单说明和比较，确定涡流式永磁磁力传动装置为研究对象，简单论述了磁力传动的基本组成，以及磁力计算的基本原理，并对国内外磁力传动技术的发展现状及趋势做了简单总结，同时对永磁材料做了简单介绍和比较。本文以 ANSYS 有限元分析软件为基础，对涡流式永磁磁力传动装置进行建模，并对其磁场和磁力进行计算机模拟，进一步分析计算永磁体的尺寸对传动装
6、置径向和轴向磁力的影响规律，得出了永磁体几何参数与轴向磁力和径向磁力的关系曲线图，完成了影响磁力的材料几何参数的计算机模拟研究，对磁力软启动技术的学习和研究有一定的指导意义。关键词：磁力传动；磁场及磁力计算机模拟；永磁材料；几何参数对磁力的影响ABSTRACTWith the development of permanent magnetic drive technology, practical application issues are becoming increasingly stand out. In particular, how to get a more efficient
7、transmission torque meanwhile saving costs and in line with actual conditions is a problem remain to be resolved. This issue is a computer simulation study of the choice for the size of the permanent magnet permanent magnetic gear.This paper lists the main magnetic gear and give a brief description
8、and comparison. Also give a brief introduction of permanent magnet materials.This paper is based on the ANSYS finite element analysis software.Bulding models of eddy current permanent magnetic gear. And made a computer simulation of magnetic field and magnetic,and analysis of the impact of size on t
9、he calculation of permanent magnet gear radial and axial magnetic law. Obtained the graph of the relationship between the geometric parameters of the permanent magnet and axial magnetic and radial magnetic. Completed a computer simulation study of the geometrical parameters affect on the magnetic fo
10、rce. And give a guidance significance to the learning and research of magnetic soft start technology.Keywords：Magnetic drive; Magnetic computer simulation; Permanent magnet materials;The effect of geometric parameters目 录1 绪论 .11.1 选题背景及意义 .11.1.1 磁力传动技术及其研究意义 .11.1.2 磁场及磁力的计算机模拟及其研究意义 .31.2 磁力传动技术的国
11、内外发展现状 .41.2.1 磁力传动技术的国外研究状况 .41.2.2 磁力传动技术国内研究状况 .61.3 本文的研究内容 .72 磁力传动装置和永磁材料的选择 .82.1 磁力传动技术 .82.1.1 磁力传动的原理 .82.1.2 磁力传动装置的分类 .112.1.3 本文所用磁力传动装置 .122.2 永磁材料 .152.2.1 永磁材料相关介绍 .152.2.2 稀土永磁材料 .152.2.3 NdFeB 永磁材料 .172.3 磁力计算的基本原理 .182.3.1 传统电磁理论磁力计算原理 .182.3.2 转矩的计算 .203 影响磁力的材料几何尺寸计算机模拟研究 .223.1
12、 ANSYS 有限元分析软件 .223.2 基于 ANSYS 的磁场和磁力的计算机模拟 .243.2.1 前处理 .243.2.2 分析计算 .273.2.3 后处理 .294 结论 .33参考文献 .34致 谢 .36英文原文 .37中文译文 .57中国矿业大学(北京)2012 届本科生毕业设计(论文)11 绪论1.1 选题背景及意义1.1.1 磁力传动技术及其研究意义任何机器均由动力机、传动装置和工作机三部分组成。其中位于动力机与工作机之间，担负传递动力和改善动力特性的装置称为传动装置。传统的传动装置有机械传动、电气传动和流体传动三种。近些年来，永磁磁力传动技术异军突起，发展迅速，以其特有
13、的优势逐渐形成一种新的传动形式，应当引起我们的重视。磁力传动是以现代磁学的基本理论，应用永磁材料或电磁铁所产生的磁力作用，实现力或转矩（功率）无接触传递的一种技术，实现这一技术的装置，称为磁力驱动器，或称磁力传动器、磁力耦合器、磁力联轴器等。磁力传动技术的优点：1、将力的轴传递动力的动密封转化为静密封，实现动力的零泄漏传递；2、可避免振动传递，实现机器的平稳工作；3、主动件与被动件无刚性连接，具有过载保护功能；4、主动件与被动件之间有间隙，结构简单，维护方便；5、可实现直线、旋转、螺旋复合等动作，如位移或角度的二维、三维机械运动。6、由于传动的密封性能好，应用在化工等场所，有利于环境保护。磁力传动技术的有待解决的缺点：
