超導(dǎo)磁通釘扎連接的作用力及自穩(wěn)定性分析研究.pdf

1、航天技術(shù)一直都是各國(guó)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，而航天器連接又是其中十分重要的組成部分，盡管現(xiàn)有航天相關(guān)技術(shù)已經(jīng)取得了突出的成就，但依靠傳統(tǒng)技術(shù)，不免存在控制復(fù)雜、高成本和高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。由于存在以上的局限性，因此研究新型航天相關(guān)技術(shù)十分必要。由于第II類(lèi)高溫超導(dǎo)所特有的磁通釘扎效應(yīng)呈現(xiàn)自穩(wěn)定、非接觸和抗干擾的特征，因此本論文提出了基于磁通釘扎效應(yīng)的航天器連接的構(gòu)想，并設(shè)想了一種基于磁通釘扎效應(yīng)的可控的可重構(gòu)結(jié)構(gòu)。
　　在理論研究釘扎連接的相

2、互作用力時(shí)，本論文將永磁鐵與單電流環(huán)等效來(lái)計(jì)算永磁鐵的磁矩，提出了通過(guò)增加綜合性能系數(shù)的方式對(duì)凍結(jié)鏡像模型進(jìn)行修正的方法，利用修正凍結(jié)鏡像模型對(duì)軸向釘扎作用力進(jìn)行了理論分析，并驗(yàn)證了釘扎鉸鏈的可行性。
　　在實(shí)驗(yàn)研究釘扎連接的相互作用力時(shí)，在自制簡(jiǎn)易懸浮力實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上采集了零場(chǎng)冷和場(chǎng)冷下懸浮力數(shù)據(jù)，并與理論推導(dǎo)的公式進(jìn)行比較。結(jié)果顯示了精確公式在不同實(shí)驗(yàn)條件下都具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析了簡(jiǎn)單公式具有較大誤差的原因，進(jìn)行了磁滯效應(yīng)的測(cè)

3、量和懸浮力時(shí)間弛豫實(shí)驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)了第二次下降過(guò)程中懸浮力并非減小而呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)和懸浮力隨時(shí)間不僅存在著隨時(shí)間減小的現(xiàn)象也存在著懸浮力隨時(shí)間先增大后減小的趨勢(shì)。
　　在分析由高溫超導(dǎo)體和永磁鐵組成的釘扎系統(tǒng)時(shí)，本論文基于彈簧阻尼模型的基礎(chǔ)將釘扎力看作一種特殊的內(nèi)勢(shì)力提出了內(nèi)勢(shì)力阻尼模型，并通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定驗(yàn)證了無(wú)重力條件下的自穩(wěn)定性，利用數(shù)值仿真研究了釘扎系統(tǒng)在不同參數(shù)下的時(shí)間響應(yīng)，并從數(shù)值分析的角度進(jìn)一步驗(yàn)證了釘扎系統(tǒng)的自