钕铁硼冲击去磁脉冲功率源的实验与理论研究

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1、钕铁硼冲击去磁脉冲功率源的实验与理论研究李川2015年01月中图分类号：TJ99/TJ04UDC分类号：662.1钕铁硼冲击去磁脉冲功率源的实验与理论研究作者姓名李川学院名称机电学院指导教师李生才副教授答辩委员会主席杨利教授申请学位工学硕士学科专业兵器科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月22日ExperimentalandTheoreticalStudyofPulseGeneratorBasedonShockwaveDemagnetizationofNd2Fe14BCandidateName:Li

2、ChuanSchoolorDepartment:MechatronicalEngineeringFacultyMentor:AssocProf.LiShengcaiChair,ThesisCommittee:Prof.YangLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ArmamentScienceandTenchnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January22,2015研究成果声明本人郑重声明：

3、所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要利用磁体在强冲击波作用下磁性会减弱甚至消失的现象，人们根据电磁感应原理设计了冲击去磁脉冲功率源。冲击去磁脉冲功率源具有体积小、输出高等优点，在武器系统中具有广泛的应用前景。本文通过理

4、论、实验和数值模拟相结合的方法，对钕铁硼磁体在较低压力下的冲击去磁规律、冲击去磁脉冲功率源的放电输出规律进行了研究。设计了飞片加载冲击去磁脉冲功率源，测量了不同飞片速度下功率源的感生电动势，计算了磁体去磁率随时间的变化规律。结果表明，随着飞片速度的增加感生电动势的峰值也随之增加，飞片速度越高，增益越小；当铜飞片速度由200m/s增加到410m/s，钕铁硼磁体的最终去磁率也由0.36增加到了0.92。采用LS-DYNA数值模拟了冲击加载过程中，磁体内部冲击波压力随时间的变化情况，分析了较低压力冲击波作用下磁体的去磁规律。结果

5、表明，在飞片加载磁体过程中，磁体受到较高压力冲击波作用后还会受到强烈稀疏波的作用；钕铁硼磁体在4~7GPa的冲击波压力作用下发生了严重去磁。采用筒状圆电流空间磁场等效替换圆柱形钕铁硼磁体产生的空间磁场分布，通过中心横截面磁通量建立等量关系，计算了等效电流密度，获得了功率源感生电动势。推导了功率源电流输出计算公式，计算了不同负载下的电流输出，分析了线圈匝数对功率源放电输出的影响。结果表明，筒状圆电流空间磁场分布与圆柱形磁体空间磁场分布相近，可以等效替换。关键词：冲击去磁；脉冲功率源；钕铁硼；感生电动势IAbstractPhe

6、nomenonofshockwavedemagnetizationandprincipleofelectromagneticinductionhavebeenusedtodesigndemagnetizationgenerator.Becauseofadvantagesofsmallvolume,highoutput,simpledesignandsoon,demagnetizationgeneratorhasextensiveapplicationprospectintheweaponsystem.Inthisthesi

7、s,combiningtheoreticalmethod,experimentalmethodandnumericalsimulationmethod,Nd2Fe14Bmagnetdemagnetizationruleatlowshockwavepressure,inducedelectromotiveforceandcurrentsofdemagnetizationgeneratorwereanalyzed.Theshockwavedemagnetizationgeneratorwasdesignedbylightgas

8、gundrivenflyer.Inducedelectromotiveforcesofdemagnetizationgeneratorweretested.Magnetdemagnetizationratecurveofchangeovertimewerecalculated.Theresultssho