孙 凤，张 明，孙兴伟，金嘉琦

（沈阳工业大学，辽宁 沈阳 110870）

1 引言

永磁弹簧是利用永磁体间的磁力实现金属弹簧性能的磁弹簧。永磁弹簧具有设计安装简单、耐老化、耐高温等特点。与常见的金属弹簧，液体或气体为介质的弹簧相比，它解决了弹簧断裂、弹簧松弛、油封漏油等诸多问题，特别适合于真空、高速、核电和超洁净等特殊的应用场合[1-3]。例如某学者将磁弹簧减震器应用于行星轮式月球车的减震系统中，没有严格的密封要求，很好的适应了高度真空的月球表面环境，克服了现有以液体或气体为工作介质的减震器的工作局限性[4]。某学者在液压元件方面，充分利用永磁弹簧的特点进行了积极的探索，利用永磁体间的吸引力对永磁式单向阀、永磁式卸荷阀进行了相关研究，研究发现，永磁弹簧式单向阀和永磁弹簧式溢流阀具备响应快、压力损失小、体积小等优点[5]。

在分析了环形永磁体和柱形永磁体及气隙磁导的基础上，提出了一种径向为工作方向的3自由度等刚度永磁弹簧，该永磁弹簧的性能主要是由相互作用的永磁体决定的。为明晰该永磁弹簧的尺寸参数特性，运用大型有限元软件ANSOFT对稀土永磁弹簧的力学特性进行数值模拟分析。影响永磁体间相互作用的因素归纳起来主要有以下几点：环形永磁体的平均半径和轴向长度、柱形永磁体的半径和轴向长度、环形永磁体和柱形永磁体竖直方向气隙的长度。这些因素对磁弹簧力学性能都有不同程度影响。……