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关键词： 高铁   钢轨   滚动接触疲劳   交流电磁场   表面裂纹   尺寸表征   无损检测  

摘要： 针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳(RCF)裂纹导致对钢轨带来危害的问题,本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律,系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法。聚焦于交流电磁场检测(ACFM)技术,重点研究了ACFM技术发展及研究现状、理论研究成果以及存在的问题,综述了ACFM技术的特点及应用,通过与其他无损检测方法进行分析比较,阐述了ACFM测量法对钢轨表面裂纹的精准量化表征的优势。结果表明:ACFM探针传感器沿45°方向扫描,通过结合ACFM信号补偿量算法可将非均匀裂纹口袋深度误差降到5.5%,垂直深度误差降到7.1%,裂纹簇误差减小到7.1%;经过人工神经网络训练对钢轨RCF裂纹尺寸进行精准表征,最终计算的误差在10%以内。进一步讨论了融合人工智能技术的钢轨表面裂纹无损检测技术的发展趋势,为后续ACFM技术对钢轨表面RCF裂纹的检测和表征研究提出相关建议和展望。

关键词： 电磁场   项目式教学   模块化教学   实验式教学  

摘要： 传统的电磁场教学方法注重理论知识的传授,忽视实习、实验等实践环节的重要性。本文从教学方法出发,探讨如何改进电磁场教学方法,提高学生学习兴趣和主动性。具体包括引入项目式、模块式和实验式等多个教学方法,使学生能够更全面、深入地理解和掌握电磁场知识。

关键词： 微波烧结   加热效率   加热均匀性   多物理场计算  

摘要： 微波加热作为一种新兴的加热方法,有传统加热无法比拟的优势,被广泛应用于烧结材料等多个领域。但由于微波对烧结物料的作用机理,尤其对微波加热过程的动态仿真和优化设计的系统研究尚不明确,限制了微波烧结技术在更大范围内的推广应用。文章通过对微波谐振腔的仿真研究,计算出高温层和保温层物料在微波谐振腔内的电磁场和温度场分布,分析了物料及高温层、保温层在微波加热过程中温度以及电磁场的动态变化情况,不同烧结位置对微波加热效率及均匀性的影响。通过掌握微波烧结腔中的场分布情况,分析并找出合适的样品烧结位置,取得了更好的烧结效果。

关键词： 课程教学   工程电磁场   电磁仿真软件   项目式学习   成果导向教育  

摘要： 本文以“新工科”建设和实施项目式课程体系建设为背景,基于成果导向教育(OBE)理念导引,以项目式学习(PBL)实践和研究为着力点,重构《工程电磁场》课程“教与学”。在对《工程电磁场》课程规划设计、主要教学问题和对策分析基础上,介绍了基于“构思–设计–实现–运作(CDIO)”方法的《工程电磁场》“教与学”,对四个项目(即,电磁场矢量分析、介电性能测量系统、工频电场强度测量仪、车载毫米波雷达系统)的开发和教学实施做了介绍和分析,对项目式课程学习成果的考核和评价以及教学实施经验的总结分析等内容进行了讨论和介绍。

关键词： 超高速   等离子体   黑障   再入   电磁场  

摘要： 正交电磁场是一种极具应用前景的降低等离子体电子密度、消除再入通信黑障的控制方法。根据离子质量与动量的守恒原理,建立了正交电磁场控制的物理模型;通过与流体力学方程的比拟,应用隐式格式实现了物理模型的稳定求解。通过数值模拟研究了正交电磁场控制装置中外加电场强度、磁场强度等参数对等离子体电子密度控制效果的影响规律,发现:在电流及磁场作用下,洛伦兹力使得电子发生漂移,导致局部电子密度下降,出现电磁窗口;电压越高、磁场越强,控制效果越好;对于相同磁场,电压较低时,电子密度减小量与电压基本成线性关系,电压超过100 V后,两者关系的非线性逐渐增强。由此,本文制造了电子密度控制原理样机,并在等离子体实验平台中进行了实验,采用发射光谱法和微波干涉法测量诊断了等离子体的电子密度变化情况,在控制区内得到了局部低电子密度区,证实了洛伦兹力作用下等离子体的漂移以及对等离子体电子密度的控制作用。

关键词： 电磁搅拌   半固态   A356-0.4%Gd合金   电磁场   初生α相  

摘要： 通过数值模拟研究了半固态A356-0.4%Gd合金熔体中磁感应强度和电磁力的分布,并分析了电流强度和电流频率对其的影响。模拟结果表明:磁感应强度及电磁力由熔体中心沿半径方向逐渐增大,呈“中间小,边缘大”分布,且增大电流强度及频率能明显增大合金熔体边缘区域的磁感应强度及电磁力,合金熔体整体得到充分搅拌的关键在于其边缘区域的电磁力。基于数值模拟结果,结合试验,进一步探明电流强度及频率对合金铸坯中心与边缘区域处初生α相的影响。试验结果表明:在电磁场作用下,铸坯边缘位置的初生相形貌与尺寸皆优于中心位置;当合金熔体于650℃浇注,在搅拌电流5 A、频率30 Hz下搅拌15 s,590℃下保温10 min后,其合金初生相在整体上较为均匀,且形貌最佳。

关键词： 人才培养   深化教育教学改革   推进课程思政建设   科教协同  

摘要： 以“电磁场理论与微波工程”课程建设为例,结合笔者海外留学和国内7年教学经历,综述了电磁场与电磁波相关课程教学的国外借鉴与国内实施。作为北京理工大学聚能课程中的全英文课程,通过教改项目推动课程体系重构,加强课程系统性。通过引入国内外先进教学理念方法,优化精深课程教学内容、创新考核方式。通过实践线上线下混合式教学,推进现代信息技术与教学深度融合。通过科教协同,培养创新型人才。

关键词： 脐带缆   有限元分析   电磁场   温升  

摘要： 脐带缆作为有缆无人潜水器(ROV)电力和信号传输的关键组件,工作时须缠绕在绞车上。在运行过程中,脐带缆的温升易受内部损耗的影响,并且长期处在高温环境下,会加速绝缘老化,甚至诱发击穿。为保证脐带缆在作业下安全运行,需要对其电磁和温度特性进行分析。基于有限元仿真软件COMSOL建立电磁和温度等多物理场耦合模型,结合筒体结构、电缆缠绕层数,以及工作过程中的热传导、热对流等因素,研究了线芯损耗特征与多物理场耦合后的温度分布、散热特性,并分析了脐带缆在不同负载、绕组下对温度场分布的影响,以期为脐带缆的设计和多层脐带缆的配置提供理论支持。

关键词： 课程思政   电磁场理论   教学理念   思政素材   教学方法  

摘要： 在“大思政”教育理念的指导下,思政课程和课程思政同向同行,是高校人才培养的关键举措。专业课教师作为高校教学的中流砥柱,对课程思政的实施有着不可推卸的责任。文章基于“电磁场理论”课程的特点,从教师教学理念的转变、课程思政素材的挖掘和课堂教学方法的创新三个方面,总结了在课程思政建设方面进行的探索和实践。进行课程思政的建设,不仅能有效提升专业课教师教育教学能力,同时又能最大限度地发挥课堂教学的育人主渠道作用,达到立德树人的根本目的。

关键词： 屏蔽套材料   电磁场   温度场   磁热双向耦合  

摘要： 针对单向耦合法分析屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场时计算精度低的问题,提出了一种磁热双向耦合法。首先,建立了磁热耦合计算模型。其次,采用双向耦合法分析了屏蔽套材料对电机性能的影响,并与单向耦合计算结果进行了比较。最后,建立了电机三维模型,利用有限元软件进行了电磁场和三维温度场分析。研究结果表明所提的磁热双向耦合计算方法可以有效提高电磁场和温度场的计算精度,此外屏蔽套采用不导电不导磁材料可有效提高屏蔽式永磁同步电机效率,降低电机温升。这不仅为屏蔽式永磁同步电机的设计提供了参考,同时对于保证电机高效和可靠运行具有重要意义。