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2J4合金磁性能数值模拟

论文摘要

2J4合金作为一种金属功能材料,由于其良好的磁滞性能,被用于开发和生产磁滞电机转子。随着科技的发展,对转子材料的磁滞性能提出了更高的要求,如何提高2J4合金的磁性能成为了研究的重点,实验中发现2J4合金的磁性能与磁体内部γ相的比例有着密切的关系,但是一直以来没有学者定量的来描述磁体内γ相比例多少时磁性能最好,本文中通过微磁学的有限元法计算出不同比例下磁体的磁性能,从而定量描述γ相的存在对磁体磁性能的影响。根据微磁学理论,通过建立模型,利用有限元法计算磁体磁化曲线和退磁曲线,并从曲线上确定出主要参数:饱和磁感强度B_m、剩磁B_r、最大磁场强度H_m及矫顽力H_c值。本文中计算了γ相比例分别为:10%、25%、40%、55%、65%、75%、85%、90%2J4合金的磁化曲线和磁滞回线。为了验证微磁学模拟的准确性,本文通过实验来证实。在实验中,利用等径通道转角挤压法细化晶粒,使晶粒的平均尺寸达到110纳米左右;通过不同温度的回火处理,得到不同γ相比例的2J4合金,使它们与模拟中所设的比例相对应,最后测量不同2J4合金的磁性能,并与对应的模拟结果相比较,验证模拟结果的准确性。最后得出以下结论:(1)通过微磁学方法计算2J4合金的磁性能有着比较高的准确性;(2)当磁体内γ相的比例为55%时,2J4合金的磁性能最好。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 微磁学概述
  • 1.2 微磁学模拟概述
  • 1.2.1 微磁学模拟的发展及应用
  • 1.2.2 微磁学计算机模拟的基本思路
  • 1.3 2J4合金概述
  • 1.4 描述磁性能的参数
  • 1.5 本论文的研究内容
  • 2 微磁学的基本理论
  • 2.1 微磁学分析中的各种能量
  • 2.2 Brown方程
  • 2.3 磁性粒子反磁化模式的分类
  • 2.3.1 均匀转动模式
  • 2.3.2 非均匀转动模式
  • 2.3.3 涡流转动和曲折转动模式
  • 2.3.4 扇折转动模式
  • 2.4 本章小结
  • 3 有限元法及计算模型
  • 3.1 有限元法
  • 3.2 S-W模型
  • 3.3 单晶磁化模型
  • 3.4 边界条件
  • 3.5 计算方法
  • 3.6 本章小结
  • 4 2J4合金的模拟计算
  • 4.1 磁化曲线的计算
  • 4.1.1 模型与计算
  • 4.1.2 结果及分析
  • 4.2 磁滞回线的计算
  • 4.2.1 模型与计算
  • 4.2.2 结果与分析
  • 4.3 本章小结
  • 5 实验验证
  • 5.1 实验目的
  • 5.2 实验内容
  • 5.2.1 晶粒细化
  • 5.2.2 热处理
  • 5.2.3 组织分析
  • 5.2.4 磁性能的测量
  • 5.3 步骤及设备
  • 5.4 实验结果
  • 5.4.1 显微组织分析
  • 5.4.2 物相定量分析
  • 5.5 实验与模拟结果对比
  • 5.6 讨论与分析
  • 5.6.1 磁化过程
  • 5.6.2 矫顽力
  • 5.6.3 不吻合原因
  • 5.7 本章小结
  • 6 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/07c98c1804ef0017ecdcd658.html