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基于 ALE 方法的脉冲磁体不可逆电感变化计算
Published in 2015
目前，脉冲磁体广泛采用导体绕组和加固材料分层交替绕制的工艺（内部层间加固），以提高磁体的整体结构强度。磁体在长期的放电工作过程中，反复经历强电磁力的作用，导体材料（一般为纯铜、铜基合金以及铜基复合材料）在重复的加卸载过程中存在着塑性应变的累积效应，即棘轮效应。导体材料塑性应变的逐渐累积，导致了磁体不可逆电感值的不断增加。因此，磁体的不可逆电感变化可表征磁体内部的整体变形情况，可用于脉冲磁体的疲劳失效预测。 本文基于 COMSOL Multiphysics® 5.1 软件，对脉冲磁体的放电过程建立了电路、电磁场、温度场及结构场的二维轴对称全耦合模型。考虑了放电过程中集肤效应对磁体电阻、电感的影响；在结构场中引入了接触对，采用罚函数法对磁体内部的层间分离机制进行了有效的模拟；利用耦合变量，基于 ALE 方法计算了脉冲磁体在服役过程中，磁体几何变形引起的电感变化以及由于导体材料塑性应变的累积效应导致的磁体不可逆电感变化。
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