巴鲁夫杆式结构位移传感器测量系统秉铭BTL7-E100-M1200-B-KA05能合理的描述工件3D电磁动态变形过程。对于复杂线圈结构，提出采用网格重划技术实现空气网格随工件的变形而更新。建立含有均压力线圈的3D电磁成形有限元模型，分析均压力线圈的工作原理、板料上的磁场力分布情况。采用ANSYS/MECHANICAL软件分析板料在均压力线圈作用下的变形规律。通过分析线圈的受力情况，提出均压力线圈容易发生失效的原因。采用松散耦合法和顺序耦合法分析了脉冲电流第二半波对成形的影响。研究发现：随着电流频率的增加，第二半波对电磁脉冲成形结果影响加剧。如果仅考虑半波对成形的影响和高的电流频率条件下，松散耦合的计算精度有可能会高于顺序耦合法。但是当第二半波对成形的影响被考虑，无论在高的电流频率还是低电流频率，顺序耦合法计算结果都与实验结果接近。另外，采用顺序耦合法研究了线圈与凹模尺寸的比值和电流频率对板料电磁脉冲成形的影响。模拟结果发现板料电磁自由胀形存在两个明显的厚度减薄区域。当线圈与凹模尺寸的比值接近于1时，板料会得到大的厚度减薄量。同时存在的电流频率使板料的变形量大。模拟结果发现电流频率会受到板料厚度和电流衰减系数显著影响。因此，不能依据传统观点（即趋肤深度应该小于或者接近工件的壁厚）来选择电流频率。结合实验和2D、3D有限元分析手段，深入研究了电磁渐进成形方法对大尺寸板坯件和长直壁管件的成形问题。针对大尺寸板坯件成形，研究发现：板料高速变形并与凹模贴合时，板料变形时的空气阻力随着放电电压的增加而增加。当放电电压大于某一临界值（U=1700V），由于空气阻力的原因，导致板料表面有凹坑出现。为了提高板料与模具的贴合质量，需要在一个放电位置连续两次放电成形。另外本文实验得到：当的放电区域个数N=4时，相邻两次放电区域存在的重叠率，使板料终成形好。针对长直臂管件均匀变形的研究，采用“生死单元法”间接描述线圈移动放电成形过程。与一次放电、两次放电和三次放电实验结果相比，模拟与实验结果吻合多端直流输电系统中的高压直流断路器,其关键部件机械式快速隔离开关在断路器开断故障电流时需要在几ms内分闸到位。为此,提出了基于电磁斥力的快速驱动器作为快速隔离开关的操动机构。通过对电磁斥力机构的线圈、金属盘、控制电流和行程特性的基于等效电路法的建模仿真及装置试验,研究了其在几ms内操动行程达25 mm的可行性。结果表明:仿真结果和试验结果具有一致性;电磁斥力快速驱动器的操动行程能在几ms内达到25 mm。在验证了仿真方法正确的基础上,根据仿真结果提出了电磁斥力机构的一般设计原则:线圈的内径和金属盘的内径,线圈的外径和金属盘的外径都应该设计成一样大;金属盘的厚度对于不同的设计对应有参数;线圈和金属盘的初始距离应尽量小。 电子信号的传输载体，其电磁干扰问题是汽车电磁兼容问题的重要组成部分。本文以混合动力汽车为研究对象，在前人研究的基础上主要对车内几种典型的辐射干扰源进行仿真建模，把干扰源电磁辐射模型置入到整车模型中研究导线的电磁辐射敏感度，分析导线电磁辐射敏感度的多种影响因素，并据此总结车内抑制辐射干扰的措施。本文的主要工作如下：1）基于麦克斯韦积分方程，介绍矩量法的基本原理，将连续方程离散化为代数方程组，并选定一组基函数和权函数将待求函数转化为矩阵方程，求解此矩阵方程的系数矩阵。采用矩量法的原理建立简易天线模型，设置边界条件，详细推导求解天线上的电流分布。2）基于场线耦合的理论，求解出外界电磁场辐射下有损耗地面上方单导线传输线中的感应电流，再根据散射理论详细推导单位长度阻抗和单位长度导纳，后建立有损耗地面上方传输线的微分线段模型。3）介绍了电磁干扰三要素，围绕这三要素展开分析。首先分析了车内主要干扰源的辐射干扰机理；然后详细介绍了辐射耦合，着重分析了共模辐射和差模辐射，推导了共模电压和差模电压的公式。根据干扰机理的分析建立各干扰源的电磁辐射模型。4）利用两种不同的仿真软件，计算整车环境下车内导线在天线的电磁辐射下产生的感应电流，分析计算结果的相对误差和相关性，从而从仿真上验证车身模型的有效性。建立整车点火系统电磁辐射模型，并进行实验验证，从而进一步从实验上验证车身模型的有效性。5）将建立的各干扰源的电磁辐射模型置入到整车模型中，仿真计算车内电磁场的分布和车内导线在干扰源辐射下的电磁辐射敏感度，验证了传输线等效模型的有效性，同时也为线束等效模型的整车级研究奠定了基础。根据仿真结果对导线电磁辐射敏感度的多种影响因素进行分析，为了解决分析过程中的多种变量共存的问题，采用单一变量.

 巴鲁夫杆式结构位移传感器测量系统秉铭BTL7-E100-M1200-B-KA05供电系统尤其是牵引回流系统对信号设备的强电磁干扰的研究,特别是对于列车特殊运行工况以及牵引网故障条件下的瞬态电磁影响研究具有迫切性和必要性。本论文以此为背景,围绕我国高速铁路牵引供电系统以及列车特殊运行工况对信号电缆的瞬态电磁影响进行研究和讨论,主要研究内容如下:从理论角度对牵引网故障状态下接触网短路的暂态过程原理以及列车过分相时暂态过程的产生原理进行了研究。分析了短路电流的状态及传播途径,以及骚扰信号设备的机理和方式;利用数学模型分析了列车运行特殊工况下的暂态过程产生瞬态骚扰的机理。根据高速铁路牵引供电系统及轨旁信号电缆的特性,建立了基于多导体传输线的瞬态电磁影响分析模型,采用更适用于瞬态干扰计算分析的时域有限差分法对多导体传输线方程进行了数学推导,结合高速铁路牵引供电系统及线路条件的实际特点,基于Carson理论推导了包含频率相关损耗的差分近似公式,得到更符合实际情况的单位长度传输线一次参数。采用仿真模型,分别对列车正常运行工况、牵引网短路故障条件以及列车过分相特殊工况下,牵引网及列车产生的各种暂态过程在牵引回流各途径中的传播,和对信号电缆的瞬态电磁影响进行了计算和分析。并结合我国新建高速铁路及客运专线的联调联试及运行试验,采用实测方式获得的牵引回流以及信号电缆受瞬态电磁影响的测试数据对计算结果进行了详细的对比分析和验证。针对信号电缆平行接近长度与列车运行所处位置和短路发生位置,电缆屏蔽接地方式,大地导电率以及暂态过程合闸相位角等影响因素对信号电缆的瞬态电磁影响计算结果的影响规律进行了深入的分析,得到了信号电缆芯线感应电动势计算结果随平行接近长度变化关系;列车运行位置以及短路位置变化与对应长度信号电缆芯线感应电动势之间的关系;分析得出了信号电缆芯线感应电动势计算结果随大地导电率变差而增大;双端接地方式对骚扰的抑制效果优于单端接地方式,尤其对列车过分相暂态过程引起的高频率骚扰分量抑制的效果更明显;合闸/分闸时刻在电压过零点时,可以有效防止暂态过程对信号电缆产生瞬态骚扰的一系列重要结论。本文紧密结合高速铁路运营中出现的瞬态电磁干扰引起的安全问题,通过建模仿真计算和现场实测研究得出了丰富的结论。研究成果对于高速铁路信号系统干扰防护设计、施工和运营维护提供了参考依据和重要数例,对于保证信号设备正常工作、从而保障铁路运营安全具有重要意义。同时,成果对新建高速铁路动态验收阶段接触网人工短路实验及线路电磁兼容测试的测试断面选择和设置、以及测试数据的评判也具有指导意义。 

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