表面高斯(中心,轴线上)
磁体表面中心处的磁感应强度估算(或距表面 X mm 处,如霍尔传感器的感应距离)。径向充磁 = 沿直径方向充磁,在曲面极面处测量。
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解析近似,假设理想均匀磁化、无镀层无倒角。表磁是形状相关属性而非材料属性,结果仅供参考(误差 ±10–20%)。径向充磁结果为工程近似(退磁因子模型)。
吸力(对钢板的吸持力)
磁铁表面与厚钢板接触时的最大静态吸持力。设置测试距离 z(磁铁表面到钢板),可看到拉力与磁场强度随距离急剧下降——即使 1 mm 的漆层、锈迹或间隙也会大幅削弱吸力。
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假设钢板无限厚、平整且未饱和。间隙模型采用镜像法近似(磁导系数 Pc 按磁路长度 L+2z 折减);z = 0 时与标准闭合磁路估算一致。不同供应商与测试条件下的实测吸力差异约 ±10%。径向充磁按曲面极面接触钢板估算。
磁矩
偶极磁矩——比较不同尺寸磁体“磁性强弱”最可靠的指标。采用 SDM 磁场形状模型(标称、无镀层尺寸)。
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SDM 模型:m = Br[G]·V[mm³]·(Pc+1)/(Pc+1.05)/10¹³ (Wb·m),Pc 为充磁方向的磁导系数。1 Wb·m = 10⁸ μWb·cm。建议用亥姆霍兹线圈实测验证。
Pc 磁导系数
Pc 描述磁体在自由空间中的负载线——只与几何形状有关。Pc 越高 = 工作点越高 = 抗退磁与耐温性能越好。径向充磁的退磁因子不同(近似模型)。
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经验法则:Pc > 2 —— 稳定,耐温好;Pc 0.5–2 —— 常见区间,需在工作温度下核对退磁曲线;Pc < 0.5 —— 容易退磁,高温或反向磁场下应避免薄而扁的形状。径向 Pc 使用垂直方向退磁因子 N ≈ 0.5·(L/D)/(L/D+0.85)。
两磁铁之间的排斥力
两块相同磁铁同极相对、间距 z。斥力随距离急剧下降(约 1/z⁴)。支持圆柱(轴向/径向)与方块。
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磁荷模型近似(工程估算)。z→0 时斥力趋近两磁铁之间的吸力,约等于同规格磁铁对钢板的吸力。
单位换算
磁材工程常用单位换算。
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换算常数:1 T = 10⁴ G;1 Oe = 1000/4π ≈ 79.58 A/m;1 MGOe = 7.9577 kJ/m³;1 lbf = 4.448 N。
精度说明
所有结果均为基于解析近似的工程估算。实际磁体存在镀层、倒角、公差与有限钢板几何。径向充磁结果为退磁因子模型近似。关键设计请务必通过实测(亥姆霍兹线圈、磁通计、拉力测试)或有限元仿真验证。