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1、超磁致伸縮換能器的有限元設(shè)計學(xué)號05052105密級哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文院（系）名稱：水聲工程學(xué)院專業(yè)名稱：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名：顏森道指導(dǎo)教師：藍(lán)宇副教授顧?quán)崗?qiáng)助教2009年6月哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文院（系）：水聲工程學(xué)院專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)號：05052105學(xué)生姓名：顏森道指導(dǎo)教師：藍(lán)宇副教授顧?quán)崗?qiáng)助教2009年6月哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文摘要稀土超磁致伸縮材料（GMM）是近年來發(fā)展起來的一種新型功能材料，具有磁致伸縮應(yīng)變大、磁機(jī)耦合系數(shù)高、響應(yīng)速度快、能量—————————————————————————————————————————
2、——————密度高等優(yōu)異特性，已在水聲工程領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。隨著現(xiàn)代聲納技術(shù)的進(jìn)步和海洋技術(shù)的發(fā)展，亟需提高水聲換能器及基陣綜合技術(shù)指標(biāo)。大功率、小尺寸、寬帶的換能器成為聲納應(yīng)用的首選目標(biāo)和水聲換能器工作者研究的主要方向。在此背景下，本論文以這種新型的功能材料為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種寬帶超磁致伸縮圓環(huán)換能器，以期在單個換能器上實現(xiàn)大功率、小尺寸、寬帶工作性能。本文根據(jù)有限元壓電分析理論，推導(dǎo)得出適用于磁致伸縮換能器的壓電—壓磁類比關(guān)系，使ANSYS有限元軟件可直接用于模擬分析磁致伸縮換能器。并對使用稀土超磁致伸縮材料作為激勵元件的稀土換能器，進(jìn)行了換能器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。通過
3、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計了超磁致伸縮換能器虛擬樣機(jī)，計算了其發(fā)送電流響應(yīng)、動態(tài)阻抗特性、指向性等性能參數(shù)。關(guān)鍵詞：超磁致伸縮材料；有限元法；寬帶；圓環(huán)換能器哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文ABSTRACTRareEarthGiantMagnetostrictiveMaterials(GMM)isanewkindoffunctionalmaterialdevelopedinrecentyears,whichhasseveralinherentexcellentproperties,suchaslargemagnetostrictivestrain,highcouplingcoefficie
4、nt,rapidresponse,andhighenergydensityandsoon,whichmakesitdemonstrategoodapplicationprospectintheunderwateracousticengineeringdomain.Withtheprogressofmodemsonartechnologiesandocean———————————————————————————————————————————————technologies,itismoreandmoreimportanttoimprovetheperformanceofun
5、derwateracoustictransducersandarrays.Thus,thebroadbandwidth,highpowerandsmalldimensiontransducerbecometheprimarycandidateandalsobecometheprimaryaspectofresearchbytransducerinvestigators.Agiantmagnetostrictivebroadbandwidthcylindertransducerisdesignedinordertodevelopatransducerwiththosequal
6、itiesinthisthesis.Accordingtotheoryaboutpiezoelectricoffinite-elementmethod,therelationshipbetweenpiezoelectricanalysisandmagnetoelectricanalysisisfiguredwhichcanapplyforthemagnetostrictivetransducer.Thetransducerstructureoptimizationworkiscarriedoutforrare-earthtransducerusinggiantmagneto
7、strictivematerial.Atlast,thetransmitcurrentresonance,resistanceandbeampatternsoftransducerareachievedbyANSYS.Keywords:GiantMagnetostrictiveMaterials;Finiteelementanalysis;Broadbandwidth;Cylindertransducer哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文目錄第1章緒論———————————————————————————————————
