阀用超磁致伸缩致动器双排串联式弓张结构设计与研究

在所设计超磁致伸缩致动器输出性能基本不变的条件下,为增大其输出位移以满足大流量电液伺服阀的驱动需求,设计了一种双排串联式弓张结构;基于材料力学知识建立了双排串联式弓张结构输出位移模型,并分析了其结构尺寸参数对其放大比的影响;采用有限元仿真的方法分析了双排串联式弓张结构输入力与输出位移之间的关系;制作了双排串联式弓张结构样机,搭建试验系统对其放大性能进行了测试。试验结果表明：双排串联式弓张结构的放大倍数在16.5～16.9之间波动,与理论计算值基本吻合,所设计双排串联式弓张结构能够满足大流量电液伺服阀的驱动要求。     

超磁致伸缩材料在电液伺服阀中的应用现状

超磁致伸缩材料是一种具有响应速度快、磁致伸缩应变大、能量密度高等优良特性的新型功能材料,针对其研究和应用已经成为当前热点。基于现代工业对高性能电液伺服阀的需求,描述了该材料的磁致伸缩效应,并对其基本性能及物理效应作了阐述,同时通过对比压电陶瓷、形状记忆合金的性能参数,分析了超磁致伸缩材料的性能优势。最后着重介绍了该材料在喷嘴挡板阀、射流管阀及直接驱动式电液伺服阀当中的应用现状,并基于此现状对研制高性能的超磁致伸缩电液伺服阀关键技术进行了展望。     

阀用超磁致伸缩致动器偏置磁场分布结构设计

在液压阀工作空间环境限制的条件下,设计了一种体积精小、结构紧凑的阀用超磁致伸缩致动器。针对该种致动器内部偏置磁场强度均匀性较差的问题,利用有限元仿真方法对其偏置磁场分布结构进行了分析及设计,通过引入磁场不均匀度及平均磁场强度两性能指标对偏置磁场分布结构进行区别,同时结合实际情况,确定了最佳偏磁分布结构为超磁致伸缩棒段数n=3时;制作了阀用超磁致伸缩致动器试验样机,并对样机磁场强度进行了测试。实验结果表明,超磁致伸缩棒表面的磁场分布与仿真结果具有相同的变化趋势,其磁场不均匀度约为22.7%,说明所设计偏置磁场结构是合理的,该研究对于液压阀件的设计具有一定意义。     

基于DSP的超磁致伸缩致动器测控系统设计

超磁致伸缩致动器（GMA）是一种具有广阔应用前景的新型智能驱动元件。为方便GMA特性研究和控制实验的开展,设计了以DSP为核心的GMA测控系统。硬件方面,将上位机和DSP集成配置,可实现GMA的开环测试和闭环控制;软件方面,采用C++和Matlab混合编程编写上位机程序,实现上位机对测控过程的实时监控;控制策略方面,将GMA位移逆模型和单神经元PID算法写入DSP,提高GMA的控制精度。经实验表明,能够较好地完成GMA测控实验,有助于GMA的优化设计和控制策略的验证。     

电控喷油器用超磁致伸缩致动器发展现状

电控喷油器用致动器的性能,对喷油器喷油特性以及发动机工作性能具有重大影响。探讨了应用超磁致伸缩材料作为换能元件的超磁致伸缩致动器在电控喷油器中的应用现状。首先,介绍了超磁致伸缩致动器的发展背景;其次,简要介绍了超磁致伸缩材料的作用机理、优良特性以及超磁致伸缩致动器的结构原理;然后,将电控喷油器按照致动器通电工作方式、驱动方式的不同进行分类,系统梳理了超磁致伸缩致动器应用于电控喷油器的研究现状;最后,展望了电控喷油器用致动器的发展方向。