基于GMM薄膜声音传感器的发动机故障检测
[Abstract]:China has about 65 million tons of rare earth reserves, accounting for 23% of the world's total rare earth reserves, and is recognized as the world's largest rare earth resource storage country. The rapid development of rare earth industry has made China assume 90% of the world's rare earth supply. Rare earth materials are widely used in modern engineering manufacturing fields, such as military machinery, petrochemical industry, glass ceramics, microcomputer electronics and so on. As an important branch of rare earth materials, giant magnetostrictive materials also follow the development of rare earth industry in many well-known universities, research institutes and manufacturing applications of high-tech commercial companies. Giant magnetostrictive material (GMM) has been widely used in the design of micropumps, brakes and sensors because of its high Curie temperature, high energy density and fast response. Based on the Velari effect, a new structure of sound sensor based on GMM is proposed in this paper. According to the application demand of 1.6L electronically controlled fuel injection engine, a giant magnetostrictive thin film sound sensor is designed. The method of engine fault detection is cumbersome and the detection steps are complicated. Firstly, the performance requirements of the giant magnetostrictive thin film sound sensor are systematically described, and the working flow of the sensor is determined. Based on the Velari effect, the working principle of the sensor is analyzed theoretically. The feasibility of developing sound sensor based on GMM is verified theoretically. Secondly, because the working principle of giant magnetostrictive thin film sound sensor involves multiple physical fields, the coupling analysis of multiple physical fields is carried out with COMSOL Multiphysics software, and the rationality of the designed giant magnetostrictive thin film is verified by simulation. The simulation process is divided into four layers: the acoustic signal is converted into a pressure acting on the giant magnetostrictive thin film, the pressure forces the film to deformation, the deformation causes the magnetization of the magnetic domain in the thin film to change, and then the magnetization of the magnetic domain in the film is changed. The corresponding induced current is generated in the induction coil. The strain curves of giant magnetostrictive thin films in the set frequency range are simulated according to the audio frequency domain (20~20000Hz) of human ears. Finally, according to the structural parameters of 1.6L electronically controlled fuel injection engine, a supermagnetically induced sound thin film sound sensor is designed to detect engine faults. In order to verify that the designed sound sensor can work normally in the working environment of high pressure and strong vibration of the engine, the static analysis, modal analysis and random vibration analysis of the designed sound sensor are carried out by using the finite element method. The analysis results show that the designed sensor can meet the operating conditions.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK407;TP212.9
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,本文编号:2460275
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