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超磁致伸缩换能器预应力优化设计方法研究

发布时间:2018-03-30 14:16

  本文选题:超磁致伸缩换能器 切入点:预应力 出处:《振动.测试与诊断》2017年01期


【摘要】:为优化超磁致伸缩换能器的工作性能、提高输出振幅,基于预应力对磁致伸缩效应的作用机理,建立了饱和磁致伸缩系数与预应力的关系模型。提出磁致伸缩灵敏度的概念,建立其与预应力和外磁场强度之间关系的理论模型。以超声换能器输出振幅最大为目标,提出以磁致伸缩平均灵敏度最大为准则的最佳预应力值确定方法。实验结果表明:随着预应力的增大,磁致伸缩平均灵敏度存在极大值,该预应力可在一定驱动磁场强度下获得最大的超声振幅,由此验证了磁致伸缩灵敏度模型的正确性和最佳预应力确定方法的可行性。提出的最佳预应力模型对超磁致伸缩换能器设计中预应力的选择具有指导意义,有助于大振幅超磁致伸缩换能器的设计及应用。
[Abstract]:In order to optimize the working performance of the giant magnetostrictive transducer and increase the output amplitude, a model of the relationship between the saturation magnetostrictive coefficient and the prestress is established based on the mechanism of prestress on the magnetostrictive effect, and the concept of magnetostrictive sensitivity is proposed. The theoretical model of the relationship between the ultrasonic transducer output amplitude and the prestressing force and the external magnetic field intensity is established, and the maximum output amplitude of the ultrasonic transducer is taken as the target. A method for determining the optimum prestress value based on the maximum magnetostrictive average sensitivity is proposed. The experimental results show that with the increase of the prestress, there is a maximum value in the magnetostrictive average sensitivity. The prestressing force can obtain the maximum ultrasonic amplitude under certain driving magnetic field intensity. The validity of the magnetostrictive sensitivity model and the feasibility of the optimal prestress determination method are verified. The proposed optimal prestress model is of guiding significance for the selection of prestress in the design of giant magnetostrictive transducer. It is helpful to the design and application of giant magnetostrictive transducer with large amplitude.
【作者单位】: 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51475260) 北京市自然科学基金资助项目(3141001)
【分类号】:TB552;TG663

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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