針對(duì)振動(dòng)摩擦焊接機(jī)在焊接過(guò)程中的外激振力幅值確定較為困難的問(wèn)題,對(duì)振動(dòng)摩擦焊接機(jī)中的電磁振動(dòng)原理、電磁力計(jì)算、電磁力仿真分析等方面進(jìn)行研究,對(duì)靜態(tài)進(jìn)程模式下正余弦信號(hào)與電磁力之間關(guān)系進(jìn)行歸納,提出一種基于MATLAB的電磁振動(dòng)仿真分析方法。結(jié)合電磁振動(dòng)學(xué)和牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)方法綜合建立簡(jiǎn)化的電磁力理論推導(dǎo),借用MATLAB分析正弦和余弦對(duì)電磁力的影響規(guī)律,利用振動(dòng)摩擦焊接試驗(yàn)臺(tái)對(duì)所建立的電磁力理論推導(dǎo)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,當(dāng)輸入正弦信號(hào),時(shí)間為0.002 5s時(shí),電磁力最大值為400N;當(dāng)輸入余弦信號(hào),時(shí)間為0.002 6s時(shí),電磁力最大值為556.080 0N,從而為振動(dòng)摩擦焊接機(jī)的外激振力及其頻率確定提供了依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：軟件導(dǎo)刊. 2020,19(10)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

振動(dòng)摩擦焊接階段時(shí)間t/s

6）公式（5）、（6）中，BZC為在電磁場(chǎng)單位面積磁感應(yīng)分布密度，nZC0為電磁場(chǎng)單位面積法向量，μZC為真空磁介質(zhì)中磁感應(yīng)分布密度與磁場(chǎng)分布密度的微分比例。2.2靜態(tài)進(jìn)程模式電磁力理論分析靜態(tài)進(jìn)程模式由單線程導(dǎo)電輸入與多線程導(dǎo)電輸入組成。在單線程導(dǎo)電輸入下，為了使電磁振動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，從物理的角度分析，電磁振動(dòng)理想結(jié)構(gòu)模型主要分為三相模型結(jié)構(gòu)和四相模型結(jié)構(gòu)［14］，本文采用三相模型結(jié)構(gòu)對(duì)靜態(tài)電磁力進(jìn)行計(jì)算與分析，其模型可簡(jiǎn)化為平面“E”型電磁機(jī)構(gòu)裝置，如圖3所示。圖3單線程導(dǎo)電的三相電磁模型結(jié)構(gòu)在圖3中，以中心虛線為分割線，左右兩個(gè)結(jié)構(gòu)為對(duì)象，顯然左右兩個(gè)電磁機(jī)構(gòu)是根據(jù)中心虛線完全中心對(duì)稱，則電磁機(jī)構(gòu)模型的電流、面積、氣隙磁導(dǎo)、電阻等物理參數(shù)均是對(duì)稱的。不妨假設(shè)中心虛線左邊方向的磁路有效面積為SLC、氣隙磁導(dǎo)為ΛC、有效電阻為RC、有效電流為iC1，那么根據(jù)電磁模型結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性可得到中心虛線左邊方向的磁路面積為SLC=SRC、氣隙磁導(dǎo)為ΛCS、有效電阻為RCS、有效電流為iC1=iC2，以中心虛線為基準(zhǔn)的中間磁路有效面積SΦCC=SRC2。電磁機(jī)構(gòu)單線程導(dǎo)電電流經(jīng)過(guò)通電線圈，集中繞組鐵芯材料上產(chǎn)生的磁通勢(shì)能為Ni，這種磁通勢(shì)能與物理學(xué)上的機(jī)械勢(shì)能、重力勢(shì)能、電動(dòng)勢(shì)能等原理相似。以中心虛線左邊方向磁路作為分析點(diǎn)，由物理學(xué)定律可推導(dǎo)得到Ni計(jì)算公式為：Ni=H1l1+H2l2=2HC（7）由公式（7）可計(jì)算得到磁感應(yīng)強(qiáng)度BZC為：BZC=μZCH=NiμZC2C（8）由于左側(cè)方向磁路的電路是中心對(duì)稱的，根據(jù)安培右手法則可知，假設(shè)磁通量?

：FC=[]cos()2πft2μZCSCN2IM24C2（18）IM=UMcos()2πft2N2πft(ΛC)2+4Λgs2+4ΛgsΛC（19）由公式（18）、（19）可得FC的變形式：FC=FCP[]1+cos()4πft（20）同理，當(dāng)多線程導(dǎo)電輸入為三線程時(shí)，F(xiàn)C變形式為：FC=3FCP[]cos()4πft+jsin()4πft（21）3電磁力仿真結(jié)果分析當(dāng)在靜態(tài)進(jìn)程模式下進(jìn)行單線程導(dǎo)電輸入時(shí)，利用編程軟件MATLAB對(duì)電磁力分布規(guī)律進(jìn)行仿真，如圖5、圖6所示。當(dāng)在靜態(tài)進(jìn)程模式下進(jìn)行多線程導(dǎo)電輸入時(shí)，利用編程軟件MATLAB對(duì)電磁力分布規(guī)律進(jìn)行仿真，如圖7所示。00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01時(shí)間t/s400350300250200150100500電磁力Fc/N圖5單線程正弦交流電信號(hào)下電磁力變化規(guī)律00.0030.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02時(shí)間t/s0-100-200-300-400-500-600電磁力Fc/N圖6單線程余弦交流電信號(hào)下電磁力變化規(guī)律00.0030.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02時(shí)間t/s6004002000-200-400-600電磁力Fc/N圖7多線程余弦交流電信號(hào)下電磁力變化規(guī)律在圖5、圖6中，在正弦和余弦交流電信號(hào)下，電磁力大小同步增加，方向剛好相反。當(dāng)交流電按照正弦規(guī)律變化時(shí)，電磁力FC曲線走勢(shì)在0~0.005s內(nèi)先上升后下降，當(dāng)時(shí)間為0.0025s時(shí)，電磁力FC最大值為400N，之后進(jìn)行周期性變化；當(dāng)交流電按照余弦規(guī)律變化時(shí)，電磁力FC曲線走勢(shì)在0~0.005s內(nèi)先下降后上升，當(dāng)時(shí)間為0.002


本文編號(hào)：3413024