超磁致伸缩刀架弹簧的有限元分析及力学性能评价

介绍了超磁致伸缩刀架的结构设计,说明弹簧在系统中的重要作用。采用有限元方法对弹簧的强度进行校核,从而得出弹簧应力场、位移场的分布规律。对弹簧应力计算的误差分析,得到弹簧各种评价应力的最大值范围。为超磁致伸缩刀架弹簧的选取提供了设计依据。     

超磁致伸缩致动器的数学模型和控制技术

采用超磁致伸缩材料Terfenol-D可以研制出推进力大、量程大、纳米级分辨率的超磁致伸缩致动器,在超精密加工、精密定位、机器人以及微型机电系统等领域有着广阔的应用前景.本文对超磁致伸缩材料的磁化机理、超磁致伸缩致动器的非线性模型、控制技术及精密位移控制系统作了较为详细的评述,并指出了超磁致伸缩致动器的模型与控制技术的发展趋势.     

基于超磁致伸缩材料和光纤光栅的交流电流测量

利用光纤光栅、超磁致伸缩材料和基于Fabry-Perot滤波器的解调系统实现了交流电流的测量.在介绍超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应、光纤光栅检测电流原理的基础上,借助超磁致伸缩材料和光纤光栅等构建了电流测量单元.在施加0-5 A(50 Hz)范围的激励电流时,利用设计的电流测量单元,经基于Fabry-Perot滤波器的解调系统解调,验证了采用该方案检测电流的可行性.     

超磁致伸缩双面薄膜的动态驱动模型

提出了一种悬臂梁结构磁致伸缩双面薄膜动态驱动模型.以磁致伸缩双面薄膜复合梁的等效形变为基础,将磁致伸缩驱动应力转换为外等效扰动力矩,依据受迫振动理论来研究磁致伸缩薄膜的动态特性.试验结果表明,修正后的模型可以描述双面磁致伸缩薄膜在同一驱动频率下的动态特性.     

稀土超磁致伸缩材料电磁参数的实验研究

利用自制的稀土超磁致伸缩参数实验装置对采用独特工业化工艺技术生产的ＴｂＤｙＦｅ三元稀土合金超磁致伸缩棒的磁致伸缩系数和机电耦合系数等电磁参数进行了实验测定讨论了磁电耦合作用对磁致伸缩系数和机电耦合系数的影响,所得结果为超磁致伸缩材料应用器件提供了重要设计依据。     

巨磁致伸缩材料的磁致伸缩模型与计算

应用在应力作用下的磁致伸缩系数与磁化强度的关系，建立了磁致伸缩的计算模型，结合器件的实际结构，采用有限元方法，计算了磁致伸缩棒在应力作用下的磁致伸缩，计算结果与实验值符合，分析表明，采用该模型得到的计算结果能够较准确地反映材料在工作状态下的磁致伸缩。     

超磁致伸缩致动器输出滞回特性的分析与实验研究

首先通过对超磁致伸缩致动器系统结构以及输出滞回特性的分析,指出优化致动器机械结构和电气参数配置是减小滞回的关键．进而对致动器系统3个可能的滞回特性影响因素：轭铁磁导率、弹簧刚度、磁场强度变化率进行分析与实验研究,探寻使致动器滞回特性减小的有效途径．     

GMM的发展现状及其在精密致动器件中的应用

超磁致伸缩材料的制备及其应用开发已成为当前机电工程领域中的研究热点.本文回顾了超磁致伸缩材料的发展,全面分析了超磁致伸缩材料的特点,系统地介绍了国内外超磁致伸缩材料在精密致动领域的应用及其开发情况,并对该材料未来的发展及应用领域作了展望.     

超磁致伸缩材料Terfenol-D的磁致伸缩特性曲面拟合

介绍了超磁致伸缩材料的伸缩现象并针对试验中涉及到的稀土磁致伸缩材料的动态特性,采用乘积型最小二乘法拟合出二元曲面S(H,P)的函数式并计算出它的动态磁致伸缩量.为进一步设计磁致伸缩致动器提供初步的数据.     

步行能量采集器中磁致伸缩材料的机-磁耦合特性研究

针对步行能量采集器中磁致伸缩材料的机–磁耦合特性,提出了一种磁致伸缩材料机–磁耦合特性的研究方法,通过观察磁畴角度偏转的规律,研究应力和磁场载荷同时作用下的超磁致伸缩材料的机–磁耦合特性.发现外加磁场增加有利于磁畴的偏转和跃迁,而应力各向异性能不利于超磁致伸缩材料磁化的进行,使超磁致伸缩材料的磁化更加困难.依据以上结论选择最佳的外加磁场和应力的取值,并且计算磁致伸缩材料对外产生的磁化强度,该磁化强度具有更高的效率.     

稀土超磁致伸缩微致动器设计与实验

作为微制造平台主动隔振系统微致动器核心部件,超磁致伸缩微致动器的工作性能将直接影响整个系统的控制精度.选择Terfenol-D作为微致动器主要材料,设计了一种新型超磁致伸缩微致动器.电磁结构设计中,采用电磁场解析计算进行初步设计,进而采用有限元法对致动器的结构和线圈参数进行进一步的分析与优化.静态特性实验结果表明,该微致动器具有较大的静态位移输出、力输出及较小的位移滞回.     

超磁致伸缩换能器有限元动态模型的研究

超磁致伸缩材料是在磁场的作用下能产生巨大伸缩变形的一种新型功能材料,它的应用越来越受到研究人员的关注．将超磁致伸缩材料Terfenol-D应用于换能器中,将极大地提高换能器的性能指标．介绍了超磁致伸缩材料研制的换能器的结构,利用有限元方法建立了磁机械耦合动态模型,并推导出换能器的谐振频率表达式,计算与仿真表明所建立的有限元动态模型在忽略涡流影响的条件下能够反映换能器的输入输出关系,此项研究对于超磁致伸缩换能器的控制及实验研究具有重要的指导意义。     

大口径机枪低后坐浮动技术研究

目的　为大口径机枪减小后坐力提供应用技术 .方法　利用理论和试验方法研究浮动自动机的性能 .结果　获得了某机枪连发射击时的位移、后坐力和射击精度数值 .结论　研制的弹簧液压式浮动机实现了机枪的稳定浮动 ,并大幅度减小了后坐力 ,显著提高了射击精度 .     

静态磁致伸缩测试仪的设计与制作

磁致伸缩材料是重要的能量与信息转换功能材料.对磁致伸缩材料进行研究,最基础也是最关键的工作就是对静态磁致伸缩性能的测量.然而,目前磁致伸缩测试仪器普遍存在体积大、价格高等特点,因此不便推广.采用电阻应变计法,通过对直流磁场、磁致伸缩测量部分和数据采集与显示模块三部分的设计以及测试软件的编写与调试,完成了对静态磁致伸缩测试仪的研制.该仪器测量精度高、操作简单、结构紧凑,可作为材料磁性能测试仪器;同时,该仪器演示清晰、携带方便、成本相对较低,又可以作为演示仪器使用.     

基于线圈阻抗动态测量的GMM自传感模型

为了提高超磁致伸缩微位移变形控制的精度与实时性,针对一般超磁致伸缩微位移控制中存在的迟滞非线性问题,提出将超磁致伸缩材料(GMM)的磁感应强度作为反馈量构成闭环控制系统的方法.通过谐振电路测量探测线圈动态阻抗的方式,使得探测线圈阻抗的变化反映GMM内部变化的磁导率,从而计算获得GMM的磁感应强度.实验结果表明,当交变电流或直流电流通入励磁线圈时,通过谐振电路测量探测线圈动态阻抗获得GMM的磁感应强度,其平方值与GMM微位移变形始终保持良好的线性关系.     

磁致伸缩作动器连续模型辨识

提出了一种采样数据中存在高频有色噪声的连续模型辨识方法,并将其应用到磁致伸缩作动器的连续模型辨识中。该方法通过引入积分运算,将连续时间系统的微分方程转换为积分方程,从而使噪声的影响可以忽略,直接利用传统的最小二乘法估计出连续时间模型。仿真实例验证了该方法的有效性和可行性,辨识的磁致伸缩作动器具有较高的可信度。     

磁致伸缩位移传感器Fe57Ni43波导丝的磁电特性研究

磁致伸缩位移传感器(MDS)波导丝的相关特性直接决定了其工程应用的精确性和可靠性. 针对目前MDS波导丝的磁电特性鲜有报道, 以Fe57Ni43波导丝为例, 结合Fe57Ni43的材料特性, 一方面利用有限元仿真软件(ANSYS)建立波导丝的有限元模型对其磁场特性进行了研究; 另一方面, 通过构建基于数字信号处理(DSP)的电子信息系统对波导丝回波电信号特性进行了分析. 最终, 从磁电特性的角度为Fe57Ni43波导丝应用于磁致伸缩位移传感器提供了理论依据.     

最少拍数字控制改善磁致伸缩微小位移机构动态特性

本文介绍一种新的适用于快速动态过程的磁致伸缩微小位移机构及其计算机数字控制实验系统;求出磁致伸缩微小位移机构系统的传递函数,并对利用计算机数字校正来进一步改善机构系统的动态特性进行了分析和实验。结果表明,该机构系统不仅适用于镜面车削时作精密微量进刀,而且还可以应用在误差动态补偿系统中作执行机构。