|
Расчёт силы взаимодействия магнита и соленоида, очень нужен |
|
|
2 страниц
1 2 >
|
 |
Ответов
(1 - 28)
|
Nov 11 2007, 17:05
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Поделись для других. Я надеялся что получу ответ в аналитическом виде, но как оказалось такого не существует, поэтому всё численно решалось в Mathcad 14(2001ый не справлялся)...файл щас понять кому-либо кроме меня врятли удастся - так, как коментариев нету(но при желании могу и такой выложить)...Когда я дорешаю до конца и ещё раз всё проверю я оформлю всё понятно и красиво, тогда обязательно выложу. А щас, раз уж тему открыли заново, то вопрос сюда запишу) На поликарбонатной трубке намотан соленойд, в трубку недалеко от соленойда помещается циллиндрический магнит, в соленойд подаётся ток, магнит начинает втягиваться(соленойд и магнит так ориентированы, чтоб магнит втягивался, а не отталкивался) в соленойд. Собственно получив силу от расстояния(расстояние от центров соленойда и магнита) я получил функцию ускорения от расстояния(трением пренебрегаю пока) теперь мне надо получить функцию скорости от расстояния и времени...Для этого я хотел решать задачу итерациями, - разбить весь участок на N кусков и в каждом куске считать ускорение постоянным, тогда довольно просто находить скорость на конце участка...т.е. Vn = Vn-1 + an*t где t тоже не сложно выразить...т.е. можно найти ответ используя эту формулу и каждый раз расчитанные в предыдущей итерации данные нужно использовать в следующей. Проблема у меня возникла с тем, что я не знаю как это можно сделать в Mathcade. Т.е. нужно организовать цикл, а там он какой-то левый...может кто знает как такой алгоритм вставить в Mathcad или любой другой - в общем задача сводится к тому что есть функция ускорение от расстояния, а найти надо скорость от расстояния и времени...
|
|
|
|
|
Nov 12 2007, 07:26
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(yrbis @ Nov 11 2007, 20:05)  Я надеялся что получу ответ в аналитическом виде, но как оказалось такого не существует, поэтому всё численно решалось в Mathcad 14(2001ый не справлялся)...файл щас понять кому-либо кроме меня врятли удастся - так, как коментариев нету(но при желании могу и такой выложить)...Когда я дорешаю до конца и ещё раз всё проверю я оформлю всё понятно и красиво, тогда обязательно выложу. А щас, раз уж тему открыли заново, то вопрос сюда запишу)
На поликарбонатной трубке намотан соленойд, в трубку недалеко от соленойда помещается циллиндрический магнит, в соленойд подаётся ток, магнит начинает втягиваться(соленойд и магнит так ориентированы, чтоб магнит втягивался, а не отталкивался) в соленойд. Собственно получив силу от расстояния(расстояние от центров соленойда и магнита) я получил функцию ускорения от расстояния(трением пренебрегаю пока) теперь мне надо получить функцию скорости от расстояния и времени...Для этого я хотел решать задачу итерациями, - разбить весь участок на N кусков и в каждом куске считать ускорение постоянным, тогда довольно просто находить скорость на конце участка...т.е. Vn = Vn-1 + an*t где t тоже не сложно выразить...т.е. можно найти ответ используя эту формулу и каждый раз расчитанные в предыдущей итерации данные нужно использовать в следующей. Проблема у меня возникла с тем, что я не знаю как это можно сделать в Mathcade. Т.е. нужно организовать цикл, а там он какой-то левый...может кто знает как такой алгоритм вставить в Mathcad или любой другой - в общем задача сводится к тому что есть функция ускорение от расстояния, а найти надо скорость от расстояния и времени... Вот подскажу Вам... немножко... Если Вы имеете ускорение (силу) как функцию расстояния, то интеграл этой ф-ии по расстоянию даст Вам энергию (кинетическую) от расстояния. Если ее умножить на 2, поделить на массу и извлечь корень, то получится скорость... как функция расстояния... Однако, я сомневаюсь... Как Вы силу считали? Там еще радиальная неустойчивость... К стенке будет прижиматься...
|
|
|
|
|
Nov 12 2007, 10:41
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Если Вы имеете ускорение (силу) как функцию расстояния, то интеграл этой ф-ии по расстоянию даст Вам энергию (кинетическую) от расстояния. Если ее умножить на 2, поделить на массу и извлечь корень, то получится скорость... как функция расстояния... Однако, я сомневаюсь... Как Вы силу считали? Идея хорошая, спасибо. Сам я пока тут тоже выкрутился, понял что двойная производная от расстояния по времени это моё найденное ускорение как функция от расстояния т.е. можно найти расстояние от времени, ну а дальше не сложно...пока никаких радиальных составляющих не учитываю, считал по закону ампера...на днях выложу
|
|
|
|
|
Nov 12 2007, 11:01
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(yrbis @ Nov 12 2007, 13:41)  Идея хорошая, спасибо. Сам я пока тут тоже выкрутился, понял что двойная производная от расстояния по времени это моё найденное ускорение как функция от расстояния т.е. можно найти расстояние от времени, ну а дальше не сложно...пока никаких радиальных составляющих не учитываю, считал по закону ампера...на днях выложу Проще, кажется, наоборот,- время от расстояния... Вы прямо скажите, у Вас, наверное (догадка такая), модель из двух соленоидов состоит...? А зачем все это считать? И с какой точностью? Пардон, в первом сообщении Вы спрашивали про силу, действующую на диполь в магнитном поле... Ответ такой - магнитный момент*градиент поля. Если линейная плотность магнитного момента постоянная, то ответ очень простой - если градиент*const проинтегрировать, то получится просто разность напряженностей.
|
|
|
|
|
Nov 12 2007, 11:56
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Вы прямо скажите, у Вас, наверное (догадка такая), модель из двух соленоидов состоит...? А зачем все это считать? И с какой точностью? Да, соленойд - муляж магнита и реальный соленоойд намотанный на трубе. Это всё нужно для расчёта оптимального времени подачи тока в соленойд и оптимальных габаритов соленойда...оптимальных с точки зрения КПД....- всё это нужно для создания ружья Гаусса!! - электромагнитного оружия  кратковременно в соленойд подаётся несколько десяток ампер, магнитный циллиндр втягивается внутрь соленойда, в какой-то момент ток снимается, циллиндр летит по инерции, далее ближе к вылету из соленойда ток подаётся в обратном направлении, чтоб продолжить ускорение...мат модель нужна для оптимизации системы.
|
|
|
|
|
Nov 12 2007, 13:15
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(yrbis @ Nov 12 2007, 14:56)  Да, соленойд - муляж магнита и реальный соленоойд намотанный на трубе. Это всё нужно для расчёта оптимального времени подачи тока в соленойд и оптимальных габаритов соленойда...оптимальных с точки зрения КПД....- всё это нужно для создания ружья Гаусса!! - электромагнитного оружия  кратковременно в соленойд подаётся несколько десяток ампер, магнитный циллиндр втягивается внутрь соленойда, в какой-то момент ток снимается, циллиндр летит по инерции, далее ближе к вылету из соленойда ток подаётся в обратном направлении, чтоб продолжить ускорение...мат модель нужна для оптимизации системы. Вроде бы удобнее, как мне казалось, токами Фуко алюминий разгонять... Можно каскады делать А Вам они помешать могут. Ведь эти самые токи будут выгонять Ваш магнит из соленоида, если он проводящий... А еще для Вашей конструкции надо очень крепкий соленоид иметь - обычно делают ленту с бандажами и прочной тканью...
|
|
|
|
|
Nov 12 2007, 18:58
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Вроде бы удобнее, как мне казалось, токами Фуко алюминий разгонять... Можно каскады делать А можно по подробнее описать конструкцию, чёт я себе плохо представляю как это работает там есть постоянные магниты чтоли от которых отталкивается снаряд из-за создания вихревых токов? Цитата А еще для Вашей конструкции надо очень крепкий соленоид иметь - обычно делают ленту с бандажами и прочной тканью... пока что это просто эксперимент, поэтому поликарбонатная трубка вполне подходит, а можно узнать где вы такое видели?
|
|
|
|
|
Nov 13 2007, 10:20
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(yrbis @ Nov 12 2007, 21:58)  А можно по подробнее описать конструкцию, чёт я себе плохо представляю как это работает там есть постоянные магниты чтоли от которых отталкивается снаряд из-за создания вихревых токов? пока что это просто эксперимент, поэтому поликарбонатная трубка вполне подходит, а можно узнать где вы такое видели? Нет никаких постоянных магнитов - так как поле большое и может перемагнитить... Конденсатор разряжается через катушку... В проводящую мишень поле не проникает (не успевает некоторое время) и мишень отталкивается и летит. Можно и соленоиды каскадно - зависит от конструкции... Скорость порядка километра в секунду - точно не помню... Поищите в Сети. Одна из конструкций соленоида носит имя Биттера... Это, правда, для стационарных полей. Там шайбы (бронзовые?) разрезают на манер шайбы Гровера и из них делают спираль... В шайбах каналы для воды. Кушает очень много... Вообще для больших импульсных полей самое сложное прочность - давление пропорционально квадрату напряженности...
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Nov 13 2007, 16:02
|
Guests

|
|
|
|
|
|
Nov 13 2007, 22:41
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата не, мне это не освоить)), по крайней мере изначально, когда был вопрос изучать femm ansys ansoft и т.д. или писать в MathCad я выбрал последнее... я лучше сам насчитаю... вот расчёт силы взаимодействия магнита с соленойдом, может кому пригодится...(MathCad 14)
|
|
|
|
|
Nov 14 2007, 18:24
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Нет никаких постоянных магнитов - так как поле большое и может перемагнитить... Конденсатор разряжается через катушку... В проводящую мишень поле не проникает (не успевает некоторое время) и мишень отталкивается и летит. Можно и соленоиды каскадно - зависит от конструкции... Скорость порядка километра в секунду - точно не помню... Поищите в Сети. Одна из конструкций соленоида носит имя Биттера... Это, правда, для стационарных полей. Там шайбы (бронзовые?) разрезают на манер шайбы Гровера и из них делают спираль... В шайбах каналы для воды. Кушает очень много... Вообще для больших импульсных полей самое сложное прочность - давление пропорционально квадрату напряженности... Тоже интересно, но вроде кпд у них хуже моего должен получаться...во первых потомучто они могут ускорять снаряд только половину длины "соленойда", тогда как у меня ускорение происходит на протяжении всей длины, и во вторых поле от вихревых токов не может быть больше поля породившего его, а в случаи постоянного магнита, его индукция может быть намного больше поля соленойда, а сила взаимодействия зависит от их произведения. У меня вопрос как можно посчитать КПД!?...т.е. для меня это энергия снаряда делить на энергию затраченную...Энергию снаряра я нашёл, теперь вопрос какова энергия затраченная...и тут у меня просто ступр возникает, т.е. есть время протекания тока в катушке(пусть для начала сопротивление проводов пренебрежимо мало), если перейти от отношения энергий, к отношению мощностей, то получится, что мощности в соленойде вообще не выделяется(он же индуктивность), а изменение энергии снаряда происходит т.е. кпд = бесконечность))......или следует считать что индуктивность меняется из-за появления снаряда как сердечника, но он магнито твёрдый и что происходит с индуктивностью, когда сердечником является магнитотвёрдый материал я представляю плохо ...Вообщем нужен совет по расчёту КПД
|
|
|
|
|
Nov 15 2007, 07:49
|
Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883

|
Цитата(yrbis @ Nov 14 2007, 21:24)  Тоже интересно, но вроде кпд у них хуже моего должен получаться...во первых потомучто они могут ускорять снаряд только половину длины "соленойда", тогда как у меня ускорение происходит на протяжении всей длины, и во вторых поле от вихревых токов не может быть больше поля породившего его, а в случаи постоянного магнита, его индукция может быть намного больше поля соленойда, а сила взаимодействия зависит от их произведения. У меня вопрос как можно посчитать КПД!?...т.е. для меня это энергия снаряда делить на энергию затраченную...Энергию снаряра я нашёл, теперь вопрос какова энергия затраченная...и тут у меня просто ступр возникает, т.е. есть время протекания тока в катушке(пусть для начала сопротивление проводов пренебрежимо мало), если перейти от отношения энергий, к отношению мощностей, то получится, что мощности в соленойде вообще не выделяется(он же индуктивность), а изменение энергии снаряда происходит т.е. кпд = бесконечность))......или следует считать что индуктивность меняется из-за появления снаряда как сердечника, но он магнито твёрдый и что происходит с индуктивностью, когда сердечником является магнитотвёрдый материал я представляю плохо ...Вообщем нужен совет по расчёту КПД  Тут Вы неправы... Поле в импульсном соленоиде легко может превышать десятки Тесла. Простая аналогия. Бывают двигатели с короткозамкнутым ротором. А бывают с постоянным магнитом в статоре или роторе, но это все равно..., что ротор, что статор... Во втором случае лучше делать по типу линейного двигателя - каскадный ускоритель... А лучше почитайте http://gauss2k.narod.ru/theory.htm Там(http://gauss2k.narod.ru/eugen/em_1.htm), кстати, автор пишет, что криво получается. Он, похоже, не знает, про осевую неустойчивость... Кроме того, он использует гвозди - магнитомягкий и проводящий снаряд... И скорость у него маленькая... И поищите... Должно быть полно ссылок...
|
|
|
|
|
Nov 15 2007, 14:07
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Тут Вы неправы... Поле в импульсном соленоиде легко может превышать десятки Тесла. Простая аналогия. Бывают двигатели с короткозамкнутым ротором. А бывают с постоянным магнитом в статоре или роторе, но это все равно..., что ротор, что статор... Во втором случае лучше делать по типу линейного двигателя - каскадный ускоритель... А лучше почитайте http://gauss2k.narod.ru/theory.htm Там(http://gauss2k.narod.ru/eugen/em_1.htm), кстати, автор пишет, что криво получается. Он, похоже, не знает, про осевую неустойчивость... Кроме того, он использует гвозди - магнитомягкий и проводящий снаряд... И скорость у него маленькая... И поищите... Должно быть полно ссылок... Про этого мужика я знаю и собственно с него всё и началось) Tanya а вы можите более доходчиво объяснить почему магнитный материал хуже алюминия? ...поясните суть, если не сложно...и что именно искать?
|
|
|
|
|
Nov 15 2007, 22:40
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата 35Т мне пока и такого не надо... мнеб понять как затраченную энергию с моим соленоидом посчитать и я был бы счастлив
|
|
|
|
|
Nov 16 2007, 13:50
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112

|
Цитата Учитывая сложность системы - провести эксперимент и измерить. Всё. Вроде подсказали. Затраченная энергия идёт на энергию летящего магнита и на нагрев обмотки, вроде больше некуда ей деваться, поэтому в знаменателе именно эта сумма должна стоять..
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|