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《超磁致伸縮換能器系統特性的建模與實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要超磁致伸縮材料是一種新型的稀土功能材料，具有磁致伸縮應變大、響應速度快、能量密度高、輸出力大等顯著特點，它以其優(yōu)異的性能和良好的應用前景而得到了世界各國研究者們的普遍關注，其相應的理論和應用研究正廣泛進行，各種應用器件的開發(fā)正成為人們研究的熱點。本論文從課題組現行研制的超磁致伸縮換能器出發(fā)，進行了換能器輸入輸出特性的理論研究與實驗研究，力求得到超磁致伸縮換能器更為普遍意義上的數學模型，從而為超磁致伸縮器件的設計提供理論依據與方法，指導超磁致伸縮器件的設計與優(yōu)化。論文首先對超磁致伸縮材料的特點、特性、器件開發(fā)現狀、理論研究現狀作了詳細論述，然后在下
2、面幾個方面作了進一步研究：1．采用有限元軟件模擬了△E效應對超磁致伸縮棒縱振基頻的影響，并定量分析了各種因素對磁場均勻度的影響大小。2．利用壓應力下材料的磁致伸縮與磁化強度的關系，模擬了課題組研制的換能器中超磁致伸縮材料的磁致伸縮性能。3．根據磁致伸縮產生的機理，結合材料力學及有限元中軸對稱結構離散化的相關公式，推導出超磁致伸縮換能器的靜態(tài)輸入輸出模型。并利用現有的有限元分析軟件ANSYS模擬了換能器輸入電流與輸出位移的關系曲線。4．對超磁致伸縮換能器基于物理規(guī)律建立起動態(tài)特性的數學模型和仿真模型，通過仿真得到系統的響應曲線及各主要參數對換能器動態(tài)特
3、性的影響規(guī)律。5．對課題組研制的超磁致伸縮換能器進行了實驗研究，撿驗了靜態(tài)特性模型與動態(tài)特性模型建立的正確與否，同時通過實驗找到了現有設計中存在的問題。關鍵詞：超磁致伸縮換能器；系統特性；數學模型；有限元分析；仿真模型；磁機耦合。ABSTRACTThegiantmagnetostricfivematerialisan6wfunctionalmaterial，whichhasllighmagnetostriction、rapidresponsevelocity、greatenergydensity，aswellasbigoutputforce．Beca
4、useofthechoicenesspropertiesoftheGMM，manyresearchersoftheworldcountriesnowhavetakenpartinstudyingit．Inthemeantime，itscorrespondingtheoryandapplicationsstudiesarebeingprocessed．Inthisthesis，theinput—outputcharacteristicsofgreatmagnetostrictivetransducerarediscussed．Thepurposeofr
5、easeachistogetuniversalmathematicalmodelofgreatmagnetostrictivetransducer，whichcanprovidefltheoreticbasisforthedesignofmagnetostrictiveinstrument．Firstlythethesishasadiscussinaboutcharacteristicandperformanceofthe百antmagnetostrictivematerial、theactualityofinstrumentexploitation
6、andthestateofacademicstudiesindetail．Moreover，ithasfartherdiscussionsinthefollowingaspects：1．SimulatetheinfluencethatAEoffectactonmagnetostrictiverodbythelimitedcellsoftwareandAnalysetheinfluencingfactoraboutthemagneticfieldequality．2．Simulatethemagnetostrictivecapacityoftheexp
7、loyingmagnetostrictiverodbymakinguseoftherelationbetweenmagnetostrictionandmagnetizationintensity．3．AccordingtothemagnetostrictivemachanismandtherelatedformulasthatareinTHEhL^：rERIALMACHANICSandTHELIMnEDCELL，dedUcethestaticstateinput—outputmodelofgiantmagnetostrictivetransducer
8、andsimulatetherelativecurvebetweenstaticinputsignaland
