关于制造电磁铁的线圈骨架隔磁环中骨架产生裂纹现象的研究

论文摘要

液压控制系统现已被广泛地应用于航空航天等领域。在此系统中,一些性能较高的电磁阀被越来越多地应用于液压油路的控制中。本文所研究的CT50型电磁铁就是上述电磁控制阀的重要组成部分,与传统的电磁铁相比,不仅能够完成以往简单的闭合和开启动作,而且要求在频繁的开闭动作中迅速灵活,把延迟和振动现象的出现概率降到最低。CT50型电磁铁的线圈骨架中由于加入了隔磁环(隔磁环的主要作用是让磁路产生分路,防止磁回路短路),可以有效地避免延迟现象的出现。隔磁环使磁极上产生了两个不同时为零的脉动磁通。从而保证了磁力始终大于零,不会发生振动现象。线圈骨架的制作过程中加入隔磁环,使得工艺变得更为复杂,即由原来一种金属棒材经机械加工制成,变为现在的线圈骨架上下部过盈配合后进行钎焊,形成由黄铜熔焊而成的隔磁环,最后经过机械加工制成。但在实际生产加工中,由于在线圈骨架上下部的相关尺寸参数及过盈量选择不当,经过钎焊工序,机械加工成型后,经密封性试验和磁粉检测发现,线圈骨架的隔磁环下方会出现线形或点线形周向裂纹,并且这种现象是成批出现。使得制作该线圈骨架的成品率降低,相应地增加生产成本。在轴套过盈配合中,过盈量的选取直接影响着其接触面的Von Mises应力状态,过盈量越大,Von Mises应力越大的这种观点是不够准确的,其中还受轴套的外径及其他一些尺寸的影响。本文将针对线圈骨架上下部进行有限元建模,选取不同的尺寸参数及过盈量对其采用有限元接触分析,得出Von Mises应力最大值。并以此为基础安排正交试验,采用极差分析技术计算分析影响Von Mises应力最大值的主要因素,并得出最优尺寸参数,其并以此为试验验证和改善相关工艺作为理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 课题提出的背景
• 1.1.2 课题来源
• 1.1.3 课题提出的意义
• 1.2 课题研究的主要依据
• 1.3 课题研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 轴套联结的过盈配合与有限元方法理论
• 2.1 轴套联结的过盈配合理论
• 2.1.1 简单轴套过盈配合的假定条件
• 2.1.2 过盈配合的基础计算公式
• 2.2 有限元方法基础知识
• 2.2.1 有限元方法概述
• 2.2.2 有限元方法分析的基本步骤
• 2.2.3 有限元方法网格划分原则
• 2.3 ANSYS软件简介
• 2.4 ANSYS接触问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 线圈骨架有限元模型的建立与仿真分析
• 3.1 制作线圈骨架所用金属材料（DT4）介绍
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 定义建立模型前各参数
• 3.2.2 建立线圈骨架几何模型并划分网格
• 3.2.3 创建接触对
• 3.2.4 仿真分析结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 线圈骨架的正交试验设计与结果分析
• 4.1 正交试验设计基础理论
• 4.1.1 引言
• 4.1.2 概述
• 4.1.3 正交表介绍
• 4.1.4 正交试验设计的基本程序
• 4.2 正交表设计
• 4.2.1 选择试验因素,确定试验水平,列出因素水平表
• 4.2.2 选择合适的正交表
• 4.2.3 编制仿真试验方案及进行仿真试验
• 4.2.4 仿真试验结果极差分析
• 4.3 结论说明
• 4.4 本章小结
• 第五章 线圈骨架的试验验证
• 5.1 线圈骨架的密封性试验验证
• 5.1.1 密封性试验装置与试验过程
• 5.1.2 线圈骨架密封性试验结果
• 5.2 磁粉检测试验
• 5.2.1 磁粉检测原理
• 5.2.2 磁粉检测设备
• 5.2.3 磁粉检测试验过程与步骤
• 5.3 试验总体对比分析
• 5.3.1 改进之前的线圈骨架
• 5.3.2 改进之后的线圈骨架
• 5.3.3 对比试验分析结论
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要工作及结论
• 6.2 本文的主要特色
• 6.3 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果