超磁致伸缩电—机械转换器研究及应用

发布时间：2017-04-25 23:01

  本文关键词：超磁致伸缩电—机械转换器研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 超磁致伸缩材料是(Giant Magnetostrictive Material，GMM)一种新型的稀土功能材料，具有磁致伸缩应变大、响应速度快、能量密度高、输出力大等显著的特点，以其优异的性能和良好的应用前景而得到了世界各国研究者的广泛关注，其相应的理论及应用研究正日益广泛，相关的各种应用器件正被世界各地的研究者开发出来。 本文从超磁致伸缩材料的主要特点及其应用概况出发，以国产的超磁致伸缩材料为基础，进行了超磁致伸缩电—机械转换器的结构及在流体控制元件中应用的研究，探讨了超磁致伸缩电—机械转换器常用的热补偿方法，并结合流体控制元件的具体特点，采用热补偿管进行热补偿。对超磁致伸缩电—机械转换器的静动态特性、电磁模型、机械模型、离散化模型、集中参数机电耦合模型作了理论分析，对超磁致伸缩电—机械转换器的动态特性进行了仿真分析，仿真结果表明本系统是稳定的，仿真频率响应曲线与试验基本一致；通过对驱动磁场的分布规律进行了仿真，得出了设计均匀磁场的基本参数，为结构优化提供了依据。最后进行了超磁致伸缩电—机械转换器实验研究，采用压力传感器测出了GMA的输出压力响应曲线，从实验曲线可以看出：输入电流幅值和输入电流频率对转换器输出力的影响，输出力与输入电流幅值基本呈线性关系，输出力随输入电流频率的变化而变化；测量了GMA电磁场的电磁感应强度，实验数据表明GMM棒处的磁场均匀度较好，所得实验数掘与电磁场仿真分布曲线基本吻合。对以上实验结果进行了定性分析，为超磁致伸缩电—机械转换器进一步的理论和实验研究积累了一定的经验。论文各章节的内容如下： 第一章回顾了超磁致伸缩材料的历史发展进程、磁致伸缩机理及主要性能特点，阐述了超磁致伸缩材料在国内外的研究发展概况，，对课题研究的意义及课题研究的主要内容作了介绍。 第二章着重讲述了超磁致伸缩电—机械转换器的结构研制，热变形补偿结构原理研究、GMA电结构研究、偏置磁场及电磁路研究，并对超磁致伸缩电—机械转换器的一些研制依据作了探讨。 浙江大学硕士学位论文 第三章是对GMA的定性理论分析，论述了超磁致伸缩电一机械转换器的各 利‘模型，包括静、动态特性及机械模型、电磁模型等等，还就有限元法、有限差 分法等数值计算方法在GMA研究中的应用作了理论探讨，得出了一些相关的磁 场分布曲线。 第四章是超磁致伸缩电一机械转换器的综合实验研究，包括GMA的输出力 实验研究、GMA的电磁场特性实验研究、GMA输入输出特性实验研究等等， 并对实验结果作了分析。 第五章对论文全文进行了总结，并对以后GMM的研究思路和发展前景作了 一些展望。
【关键词】：超磁致伸缩材料 电-机械转换器 GMM特性研究 GMA热补偿 GMA模型 电液伺服阀
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH867.91
【目录】：

• 中文摘要2-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-27
• 1.1 超磁致伸缩材料性能及应用机理8-12
• 1.1.1 超磁致伸缩材料主要特点8-9
• 1.1.2 超磁致伸缩材料应用机理9-11
• 1.1.3 超磁致伸缩材料效应11-12
• 1.2 超磁致伸缩材料研究概况12-23
• 1.2.1 GMM理论研究现状12-13
• 1.2.2 GMM应用研究概况13-23
• 1.3 选题意义及研究内容23-26
• 1.3.1 选题意义23-25
• 1.3.2 课题研究内容25-26
• 1.4 本章小结26-27
• 第二章 超磁致伸缩电-机械转换器结构研究27-38
• 2.1 GMM电-机械结构27-28
• 2.2 GMA工作原理28-31
• 2.3 热补偿结构研究31-34
• 2.3.1 热补偿理论研究31-32
• 2.3.2 热补偿结构研制32-34
• 2.4 电磁结构研究34-37
• 2.4.1 线圈结构34-35
• 2.4.2 电磁路结构35-36
• 2.4.3 位移放大结构研究36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 超磁致伸缩电-机械转换器理论分析38-58
• 3.1 静动态特性研究38-44
• 3.1.1 静态特性38-40
• 3.1.2 动态特性40-42
• 3.1.3 动态响应仿真42-44
• 3.2 GMA电磁场研究44-57
• 3.2.1 电磁场计算理论44-45
• 3.2.2 电磁场微风方程45-46
• 3.2.3 电磁场模型46-47
• 3.2.4 机械模型47-48
• 3.2.5 耦合模型48-49
• 3.2.6 离散化模型49-50
• 3.2.7 GMA电磁场计算50-57
• 3.3 本章小结57-58
• 第四章 超磁致伸缩电-机械转换器实验研究58-65
• 4.1 GMA实验原理与结果58-63
• 4.1.1 实验原理58-59
• 4.1.2 实验结果59-63
• 4.2 GMA驱动电液伺服系统实验63-64
• 4.3 本章小结64-65
• 第五章 结论与展望65-68
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-68
• 参考文献68-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文74-75
• 致谢75

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孙乐;超磁致伸缩材料的本构理论研究[D];兰州大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 陈津;含柔性放大臂的超磁致伸缩高速点胶阀研究[D];中南大学;2011年

2 梁俊虎;基于有限元法的超磁致伸缩换能器磁路结构设计及实验研究[D];河北工业大学;2011年

3 薛淼;超磁致伸缩材料在换能器中的应用研究[D];内蒙古科技大学;2007年

4 胡爱娣;超磁致伸缩致动器的输出特性模型与虚拟测试技术研究[D];河北工业大学;2007年

5 桂礼飞;超磁致伸缩精密位移驱动器的热分析与控制[D];浙江大学;2008年

6 邹波;超磁致伸缩执行器自感知方法与实验研究[D];浙江大学;2010年

7 张士军;超磁致伸缩驱动喷射点胶阀的温度场分析与调控[D];中南大学;2012年

8 刘彦伟;基于超磁致伸缩驱动的胶液喷射分配器研究[D];中南大学;2008年

  本文关键词：超磁致伸缩电—机械转换器研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：327220