目前磁悬浮轴承支承特性的研究主要是基于线性支承力模型或者忽略非线性因素(漏磁及磁饱和)的非线性支承力模型,然而这样的研究方法不能全面地反应磁悬浮轴承的支承特性。因此需要对考虑了非线性因素的支承特性进行研究。首先,建立考虑漏磁及磁饱和的非线性支承力模型,接着利用simulink对磁悬浮轴承系统进行动态仿真,最后对磁悬浮轴承的非线性支承特性进行了分析。研究表明,控制电流越大,系统的漏磁及磁饱和现象越严重,非线性系统提供的支承刚度更小、抵御干扰的能力更差;转子偏离轴承中心越远,非线性因素对支承特性的影响越大。考虑了非线性影响因素的磁悬浮轴承系统对实际工作状况更具有指导意义,可为磁悬浮轴承在非线性下的实际研究提供基础。

为解决大参数微弱信号的识别问题，在研究随机共振基本原理的基础上，提出了变尺度随机共振的概念并给出了实现方法。据此方法对油田抽油管裂纹、通孔、焊缝以及微小锯齿纹4种典型缺陷的漏磁信号进行了分析，并利用多通道数据融合技术减小干扰信号。与原信号波形比较表明，变尺度随机共振波形可有效提高微弱漏磁信号的识别率。

设计了一种磁悬浮主动隔振器,分析了隔振器的结构与工作原理。通过ANSYS有限元方法仿真计算隔振器漏磁大小,在仿真计算的基础上,采用460型三通道霍尔效应高斯计实际测量了漏磁大小,仿真计算结果与实验结果吻合。并针对隔振器的漏磁提出了优化方案,仿真计算结果表明该优化方案可行。

钢丝绳在油气田勘开发中对安全有直接影响,根据漏磁检测原理,研制了MTC钢丝绳检测仪器,通过测定金属面积损失和局部缺陷,能够实现对钢丝绳断丝、磨损等缺陷的定性、定量检测,并能够对缺陷进行定位,为钢丝绳的寿命评估提供了依据。

在传统一维漏磁检测的基础上,为了获取更多特征信息以提高漏磁检测对缺陷的识别能力,提出了三维漏磁检测新方法。较传统一维检测,三维漏磁检测对信号采集系统有着更高的要求,本文适时提出了一种适应三维漏磁检测的磁场测量探头的设计方案,并已经在实验现场得到应用。

为了改善现有油管无损检测系统数据传输速率慢对检测效果的影响,以及克服在油井油管的检测过程中常遇到数据传输线被损坏的情况,提出了基于ZigBee和USB混合通讯模式的数据传输方式。在数据传输部分增加了由CC2420设计的ZigBee无线传输通道和用CH375设计的数据USB有线传输通道,代替普通系统数据的并口传输。实验测试的结果表明：不仅使数据传输方式灵活,避免了数据线被损坏的情况,还从根本上提升了无损检测系统的性能。采集速度提高了近10倍,大大提高了原始数据的密度和精度,从而为后期的损伤分析判断提供了准确、充分的数据源,有效降低了误检和漏检率。

通过仿真模拟手段研究非对称极齿型结构磁性液体密封,分析计算了不同轴径、不同密封间隙结构的密封耐压,并针对不同应用场景对磁性液体密封装置两轴端的漏磁场的需求差异,探讨了非对称极齿型结构轴端漏磁场分布的影响因素及规律。结果表明:非对称极齿型结构密封耐压随磁源两侧极齿数量差的增大而减小,最小的密封耐压值也能达到对称极齿型结构密封耐压的70.1%;密封轴径和密封间隙对于非对称极齿型结构与对称极齿型结构密封耐压能力的影响相同;存在一临界值,当密封轴径小于该临界值时密封耐压随轴径增大而减小,当密封轴径超过该临界值时,密封耐压保持不变;非对称极齿型结构的漏磁场主要集中在极齿分布少的一侧的轴端处,另一轴端处漏磁场相比对称极齿型结构的轴端漏磁场要更小,因此可以利用此漏磁特征通过改变磁源两侧极齿数量差...

针对电液伺服阀中力矩马达磁路中存在的漏磁现象,本文解决了已有的磁路模型存在建模精度不高的问题。本文考虑控制线圈处的漏磁和工作气隙处的漏磁,理论推导了考虑磁路漏磁的力矩马达工作气隙磁通表达式和输出力矩模型。采用数值模拟方法分析了输入电流与力矩马达输出特性的关系。结果表明:本文建立的磁路模型具有更高的准确度,验证了本文所建模型的正确性和有效性。

针对传统磁齿轮永磁体漏磁现象而引起的传递转矩较低的问题,在永磁体气隙相对磁导率推导分析的基础上,建立了具有双调制结构的同轴式磁齿轮模型。运用有限元方法对该模型进行仿真,分析研究了辅助磁通调制的作用,并计算磁通密度和传递转矩,与传统磁齿轮的磁通密度和传递转矩进行了比较。仿真结果表明,双调制结构的同轴式磁齿轮能有效增强气隙磁通密度,减少漏磁并提高传递转矩。这种双调制磁齿轮结构对同轴式磁齿轮转矩密度的提高及应用具有重要意义。