用于振动检测的超磁致伸缩薄膜悬臂梁的制备、性能研究

发布时间：2017-05-20 05:10

  本文关键词：用于振动检测的超磁致伸缩薄膜悬臂梁的制备、性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水力机组是水力发电厂的核心,其稳定性直接关系到水电厂的运行安全,而机组稳定性问题大都以通过振动的形式表现出来。现阶段,振动监测系统主要各种传感器、信号调理电路、信号分析处理等组成;传感器作为信号采集的工具,如果能提高其数据采集的可靠性及稳定性对提高振动监测系统的综合性能具有重要意义。与此同时,磁致伸缩材料由于其优异的性能在传感器领域引起了广泛的关注,本文基于此提出一种新型传感器;工作的主要内容如下:1、综合比较不同种类的磁致伸缩材料,确定适用于振动检测的磁致伸缩材料;通过对单层悬臂梁进行静态应力分析,得出应力与应变关系;根据双层磁致伸缩薄膜悬臂梁弯曲模型对薄膜悬臂梁进行应力应变分析,计算出不同材料在相同的磁致伸缩性能条件下的弯曲性能。2、采用有限元分析软件Ansys workbench对薄膜悬臂梁进行模态分析及谐响应分析,根据模态分析得出不同阶次的固有频率及其振型;根据谐响应分析的应力及其分布确定悬臂梁线圈的缠绕方式及缠绕位置。3、分析制备磁致伸缩薄膜悬臂梁方法,研究薄膜悬臂梁的制备工艺,探究不同工艺参数对薄膜沉积速率及薄膜性能的影响。研究表明:采用磁控溅射法制备理想薄膜的工艺参数为功率100 W、工作气压0.4 Pa;在此工艺下的溅射速率为0.013?m/min。4、计算磁致伸缩薄膜悬臂梁感应电压模型,设计并组建薄膜悬臂梁检测平台,得出Fe81Ga19合金磁致伸缩系数与磁场强度关系曲线;根据关系曲线计算出薄膜悬臂梁在外界激励作用下的理论输出电压。
【关键词】：振动检测 薄膜悬臂梁 应力应变 制备工艺 性能
【学位授予单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV736
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 选题的科学依据7-9
• 1.1.1 课题的提出7
• 1.1.2 课题的研究背景7-8
• 1.1.3 课题的来源8-9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 水轮机振动监测系统与典型的振动传感器9-14
• 1.2.1.1 机械式振动传感器9-10
• 1.2.1.2 光电式振动传感器10-11
• 1.2.1.3 电测式振动传感器11-14
• 1.2.2 超磁致伸缩材料的发展14-15
• 1.2.3 超磁致伸缩材料在传感器中的应用15
• 1.3 本论文研究的目的和意义15-16
• 1.4 本论文的研究内容16-17
• 第二章 超磁致伸缩薄膜悬臂梁的设计17-26
• 2.1 磁致伸缩薄膜悬臂梁振动检测原理17
• 2.2 超磁致伸缩薄膜悬臂梁材料选取17-20
• 2.2.1 超磁致伸缩材料的选取17-20
• 2.2.2 薄膜悬臂梁的基底材料的选取20
• 2.3 超磁致伸缩薄膜悬臂梁静态应力与应变分析20-25
• 2.3.1 悬臂梁应力应变关系20-22
• 2.3.2 磁致伸缩薄膜悬臂梁弯曲状态与应变计算22-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 超磁致伸缩薄膜悬臂振动模拟仿真26-39
• 3.1 有限元法基本思想与原理26
• 3.2 有限元法的动态分析26-27
• 3.3 薄膜悬臂梁有限元模拟仿真27-37
• 3.3.0 ANSYS Workbench软件介绍27-29
• 3.3.1 薄膜悬臂梁的模态分析29-33
• 3.3.2 悬臂梁谐响应分析33-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 超磁致伸缩薄膜悬臂梁的制备39-50
• 4.1 超磁致伸缩薄膜的制备方法39-41
• 4.2 磁控溅射的工艺研究41-49
• 4.2.1.实验控制方法41-42
• 4.2.2 实验结果与讨论42-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 超磁致伸缩薄膜悬臂梁性能分析50-58
• 5.1 磁致伸缩薄膜悬臂梁感应电压模型50-51
• 5.2 薄膜悬臂梁实验平台的搭建51-54
• 5.2.1 实验平台的确定51-52
• 5.2.2 磁场发生装置的设计与制作52-53
• 5.2.3 实验设备组成53-54
• 5.3 实验结果与讨论54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 结论58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：380731