考虑附加涡流损失的超磁致伸缩执行器动态模型

超磁致伸缩执行器在高频下工作时,能量损失不仅包括磁滞损失、Terfenol-D棒涡流损失,还包括Terfenol-D棒附加涡流损失。该文考虑到执行器的惯性、阻尼、Terfenol-D棒涡流损失及附加涡流损失,建立了超磁致伸缩执行器的动态模型。其磁滞特性由Berqvist和Engdahl磁滞模型来描述,材料非线性由输入到模型静态实验数据体现。模型求解使用有限差分方法,在Matlab/Simulink中建立相应模型仿真结构框图。对执行器不同工作频率情况进行模型的仿真计算,并与实验结果对比,发现模型与实验吻合较好。表明所建立动态模型能较好地描述执行器输出位移与驱动电流之间的关系。该模型对优化设计超磁致伸缩执行器有指导意义。     

竹材防腐处理对竹材力学性能的影响

竹片防腐处理直接决定竹质集成材性能,本文主要研究竹片防腐处理对竹片力学性能的影响。通过对比实验方法研究未处理、经过碳化处理及经过加压浸注等方法处理对竹片力学性能的影响,并研究了竹片厚度对力学性能影响。对比实验结果表明防腐处理对抗拉强度有一定的影响,其中碳化处理抗拉强度最优,其次未经过碳化,最后是经过加压浸注方法处理的竹片,弹性模量变化不大。本研究有助于优化竹集成材加工工艺。     

磁场有限元后处理中等势线和彩色云图的实现

 磁场有限元的数值解是节点矢量磁位,应将其转化为工程物理量．为了直观观察磁场分布情况,需要用图例定性地表示磁场的分布．使用面向对象的程序设计方法实现了磁场的矢量磁位等势线图和磁通量密度彩色云图,在云图中提出了光滑过渡处理方法,分布图反映的磁场性质与实际测得结果相一致．     

超磁致伸缩执行器电-磁-机耦合场分步有限元模型分析

提出了超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material,GMM)执行器的电-磁-机三场耦合分步有限元模型。此模型采用分步方法来建立,首先计算线圈的磁场,然后计算GMM中磁-机耦合场。通过COMSOL Multiphysics 3.4软件中的三个模块来实现所建模型。最后运用此有限元模型对GMM智能构件进行性能分析,得到的仿真结果与实验结果吻合,说明提出的有限元模型有利于GMM应用设计。     

用神经网络结构实现超磁致伸缩智能构件滑模控制

提出了一种利用超磁致伸缩材料(GMM)智能构件精密加工活塞异形孔的方法.采用一种神经网络前馈复合离散滑模变结构控制策略,实现GMM智能构件的精密位移控制,消除了GMM智能构件迟滞非线性的影响.将智能构件的输出位移及其变化率作为小脑模型神经网络(CMAC)输入,构件的输入电流作为网络输出,利用CMAC在线自学习能力建立GMM智能构件的迟滞逆模型;通过离散滑模变结构控制器来消除神经网络的建模近似误差以及外界干扰.仿真结果表明,此控制策略能在线建立智能构件的迟滞逆模型,消除迟滞非线性的影响,控制误差降低到1.5%以内,可实现智能构件的精密位移控制.     

基于超磁致伸缩材料的管道爬行器设计

针对目前管道爬行器推进方式的特点,设计了基于超磁致伸缩材料驱动的管道爬行器。爬行器由超磁致伸缩马达、螺旋头驱动部件、支撑部件构成,并对每一部分结构进行了详细设计。利用运动仿真,检验了爬行器的驱动轮与其本体不发生干涉,验证了设计的有效性。