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基于永磁弹簧的直动式溢流阀设计方案
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溢流阀大多使用螺旋压缩弹簧作为调压元件和复位元件，在使用过程中可能会出现疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、受压失稳和倾斜卡死等故障现象。严重影响阀的性能和对整个液压系统的控制。永磁弹簧是利用永磁体间的磁力一气隙特性实现类似金属弹簧的弹簧磁力一气隙性能，结构上的非接触特点使其具有可动件质量小、无磨损、功耗低、寿命长、噪声小和无需润滑等优点，同时永磁压缩弹簧具有大刚度，通过合理设计可在特征T作点实现良好的线性力学特性。近年来，随着高性能磁铁材料的不断涌现，永磁弹簧的小体积、大推力以及优良耐循环冲击的性能优势更加凸显，使它有望取代机械弹簧用于伺服系统的关键液压元件，以有效克服机械弹簧易失稳失效的缺点，并简化结构、降低噪声，使产品的快速性、可靠性和稳定性提升成为可能。对于永磁弹簧应用于液压系统中的关键技术，国内外一些学者作了相关研究。杨逢瑜利用磁力弹簧之间的吸引力设计永磁式单向阀和永磁式卸荷阀，并得出永磁弹簧能提高反应速度、降低压力波动、延长液压元件寿命的结论；司国雷拍1设计一款永磁压缩弹簧式溢流阀，并通过试验发现在相同条件下，永磁弹簧溢流阀比普通溢流阀体积小、压力波动小；德圉的Stefan Gassmann和Lienhard Pagel利用异名磁体相吸设计了一种专用于流体印刷电路板技术的平面永磁溢流阀。吸力弹簧磁力随气隙增大逐渐减小的这一特点使得该阀的开启特性显著提高，同时具有良好的闭合特性、白对中性，但此方向的研究资料仍相对较少，且大多处于理论层面，仍有许多问题亟待深研究。
本研究根据航空伺服系统溢流阀的技术指标要求设计了永磁弹簧式溢流阀结构，建立精确的永磁弹簧气隙一磁力非线性模型，分析其力学特性，并揭示不同构型、气隙调节对磁场分布规律的影响，为磁性元件的设计和开发提供理论依据。
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