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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第45卷第8期機(jī)械工程學(xué)報(bào)Vo1．45NO．82009年8月J0URNALOFMECHANICALENGINEERINGAug．2009DoI：10．3901／JME．2009．O8．303基于超磁致伸縮致動(dòng)器的脈沖噴射開(kāi)關(guān)閥建模與仿真水孟愛(ài)華呂福在2程耀東2f1．杭州電子科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院杭州310018；2．浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所杭州310027)摘要：利用超磁致伸縮致動(dòng)器(Giantmagnetostrictiveactuator,GMA)應(yīng)變率大、響應(yīng)頻率高的優(yōu)點(diǎn)和脈沖噴射裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2、設(shè)計(jì)了基于GMA的脈沖噴射開(kāi)關(guān)閥，分別分析GMA和脈沖噴射開(kāi)關(guān)閥本體在動(dòng)態(tài)工作條件下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)，綜合分析后建立閥的流量、噴射速度與驅(qū)動(dòng)電流之間的系統(tǒng)方框圖和傳遞函數(shù)。Simulink的開(kāi)關(guān)閥動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果顯示，基于GMA的脈沖噴射開(kāi)關(guān)閥的工作頻帶寬度大于400Hz，可滿足大部分噴射裝置的工作要求。GMA位移掃頻試驗(yàn)結(jié)果表明，該模型在低頻范圍內(nèi)可正確反映開(kāi)關(guān)閥的動(dòng)態(tài)特性，高頻范圍內(nèi)需考慮溫度和磁滯的影響。關(guān)鍵詞：脈沖噴射開(kāi)關(guān)閥超磁致伸縮致動(dòng)器建模中圖分類號(hào)：TP271ModelingandSimulationofPulsedJetO
3、n—offValveBasedonGMAMENGAihuaLVFuzaiCHENGYaodong(1．CollegeofMechanicalEngineering，HangzhouDianziUniversity,Hangzhou310018；2．ModemManufacturingEngineeringInstitute，ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)Abstract：Theadvantagesofhighstrainrateandhighresponsefrequencyofgiantmag
4、netostractiveactuator(GMA)andthestructurecharacteristicsofpulsedjeton-offdeviceareutilizedtobuildanewkindofpulsedjeton—offvalvebasedonGMA．ThesystemtransferfunctionsofGMAandthemainbodyofpulsedjeton—offvalveunderdynamicworkingconditionareanalyzedrespectively．Thesystemblo
5、ckdiagramandtransferfunctionbetweenthefluxandthejetspeedofpulsedjeton—offvalvewiththedrivingcurrentarebuiltonthebasisoftransferfunctionsofGMAandthemainbodyofthepulsedjeton·offvalve．Theresultsofdynamicsimulationofon-offvalvebySimulinkshowthattheworkingfrequencyofthevalv
6、eishigherthan400Hz，whichfulfillstheworkingrequirementofmostpulsedjeton-offvalve．Thesweepfrequencyexperimentresultofspooldisplacementdemonstratesthatthemodelofthevalvecancorrectlyreflectthedynamiccharacteristicsofthevalveinlowfrequencyscope，butinhighfrequencyscope，theef
7、fectoftemperatureandhysteresisshouldbeconsidered．Keywords：Pulsedjeton-offvalveGiantmagnetostrictiveactuatorModeling機(jī)等，已有壓電陶瓷、靜電、熱氣泡和氣動(dòng)等驅(qū)動(dòng)0前言方式Il。4J，這些噴射裝置的噴射流量小、工作頻率低、噴射流體適用面窄，在要求大流量、高速噴射的應(yīng)脈沖噴射開(kāi)關(guān)閥是一種可實(shí)現(xiàn)脈沖式噴射流體用中，現(xiàn)有噴射方式還存在著不如人意的方面。超的閥，它結(jié)合了高速開(kāi)關(guān)閥響應(yīng)頻率高、容易控制磁致伸縮致動(dòng)器(Giantmag
8、netostrictiveactuator,的優(yōu)點(diǎn)和噴射裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是一種新型的脈沖GMA)具有應(yīng)變率大(室溫下可達(dá)l500~2000x噴射裝置，在許多高速、定量進(jìn)給流體領(lǐng)域有廣闊10)、響應(yīng)頻率高(可達(dá)20lfflz)、使用壽命
