超磁致伸缩致动器建模研究综述

超磁致伸缩材料具有很强的非线性耦合特性、磁滞特性和复杂动态特性。因此,建立能够准确描述超磁致伸缩致动器工作状态的模型成为关键问题。综述棒型超磁致伸缩材料在多场耦合特性、磁滞特性建模研究状况以及超磁致伸缩致动器动力学建模研究状况,分析当前所建立多种模型的优缺点,并展望建模工作的发展趋势。     

超磁致伸缩材料的特性及其应用

超磁致伸缩材料因具有优异的性能,给电工行业带来了新的活力,在军民两用高技术领域有着广泛的应用前景。着重介绍超磁致伸缩材料的性能及其在各领域中的应用。     

射流伺服阀用超磁致伸缩执行器磁场建模与分析

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构,采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理,给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式,并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律,最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.     

电液伺服阀的研究现状

介绍了超磁致伸缩材料、压电材料、磁流变流体、电流变流体、形状记忆合金的功能以及其在电液伺服阀中的应用,对近几年电液伺服阀在结构改进方面的情况进行了论述,最后给出了电液伺服阀在数字化、水压方面的发展现状。     

超磁致伸缩驱动器磁路优化设计

提高超磁致伸缩驱动器(GMA)驱动效率的关键环节是建立优化的驱动器磁路。基于超磁致伸缩材料(GMM)轴向上的简化压磁方程,得出轴向应变S33与磁通量密度B3的关系;并根据磁路定理讨论磁路结构和材料磁导率对磁场的影响;应用有限元方法对开磁路和闭合磁路的磁场进行分析,得出磁路优化设计的方法。     

基于因素趋势法的GMA磁场研究和仿真分析

为增强超磁致伸缩驱动器(GMA)输出特性，提高超磁致伸缩材料(GMM)棒在磁场下的磁致伸缩性能，根据安培环路定律、基尔霍夫定律、磁通的连续性定律建立GMA磁路模型，推导出GMM棒中心线磁场强度和均匀率与GMA内各结构参数的关系式。在Ansys Maxwell中建立简化的二维平面模型，依据L₂₅(5⁵)正交试验仿真分析，做极差分析、绘制因素趋势图、回归分析和规划求解，得出GMA内各结构参数对最大磁场强度和均匀率的影响。结果表明：GMM棒几何参数、GMA组件材料属性、线圈匝数和电流参数在工程设计约束下，影响GMM棒最大磁场强度和均匀率的主要因素为导磁片半径、导磁片厚度和驱动线圈长度。在多因素多目标决策，采用目标规划法，得到GMA最大磁场强度为40.22 kA/m，均匀率为95.17%。     

超磁致伸缩材料磁滞回非线性特性分析

在对考虑材料特性参数的超磁致伸缩材料内部等效磁场分析的基础上，将时变磁场下的涡流影响引入Jiles-Atherton模型，对其进行修正，建立考虑材料内部磁场特性的磁滞回非线性模型，导出相应的解析表达式。通过数值模拟讨论材料参数对滞回非线性特性的影响，并与文献[21]实验比较。结果表明：材料内部磁滞回特性不仅受激励磁场频率的影响，而且还与材料内部磁场分布有着密切的关系；当考虑材料内部磁场分布时，材料的磁滞回曲线的最大值将明显降低，滞回曲线的形状也将发生变化，而所得非线性滞回模型与实验结果更加吻合。     

伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的数值计算

介绍了利用国产超磁致伸缩材料( GMM)的电一机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强度沿轴线的变化规律。实测了GMA不同输入电流时的磁感应强度,与有限元计算结果对比分析可以看出,两者虽有差异但基本相同,还论证了数学模型的正确性。研究结果对GMA磁场分布规律的预测及结构优化设计提供了理论依据。     

制备具有“跳跃效应”磁致伸缩材料的研究

利用浮区法制备了磁致伸缩材料Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－ｄ，通过磁致伸缩系数的测定，发现利用浮区法制备的样品在一定的压应力下有“跳跃效应”。通过Ｘ射线衍射、劳埃背反射发现，样品是轴向沿１１０取向的孪生单晶。通过模型计算，认为沿１１０取向的晶体，在一定的压应力下也可产生较大的压力效应     

磁致伸缩弹性波机理分析与信号处理

为提高磁致伸缩位移传感器性能,通过分析磁致伸缩弹性波产生机理,设计了传感器信号处理系统。在该系统中,基于压电陶瓷的压电效应,设计了一种差分式压电陶瓷拾音器,通过合理设计放大、滤波电路,并使用双磁铁峰值检测法进行温度补偿,有效提高了信噪比及抑制了温度漂移。分析结果表明：该信号处理系统能够有效提升传感器性能,对磁致伸缩位移传感器的研究及应用推广具有积极意义。     

新材料在现代鱼雷技术中的应用与发展

军用新材料是新型武器装备的物质基础,是武器装备发展的关键,本文在简要介绍了当今一些军用新材料的现状和发展情况的基础上,着重展望了密封材料、阻尼减振材料以及高强度材料在现代鱼雷设计中的应用及发展前景。     

新型高分子材料在舰船中的应用和发展

综合评述了新型高分子材料 (树脂基复合材料、导电高分子材料、减振降噪高分子材料、消声吸声高分子材料、水声换能高分子材料 )在舰船中应用现状及发展趋势     

复压对铜石墨含油材料强度的影响

研究铜石墨含油材料复压前后抗弯强度、弹性模量和密度的变化并分析其机理，从工艺上提出降低复压压力的方法。通过分析断口形貌指出，复压前后材料的断裂机制是不同的；通过复压可提高含油孔隙在全部孔隙中所占的比例，并可提高材料的弹性模量、抗弯强度和密度。     

决策树在装备维修器材筹措中的应用

针对装备维修器材筹措工作中品种选择的问题,应用决策树分类方法,对典型装备正常周转器材库存数 据进行挖掘分析。对器材筹措基本业务、筹措品种选择需求以及筹措决策树的作用进行描述,应用C4.5 算法,通过 计算信息增益比例来选择分裂属性,对装备维修器材进行相关属性约简、属性值域简化和决策树构造,得到器材筹 措品种选择需要重点考虑的因素及各因素的重要性。应用结果表明,该分析能够为装备保障方案优化提供重要参考 依据。     

一种单层MAM设计计算的简便方法及其最佳吸收厚度问题初探

为进一步研究武器装备的隐身问题,实现隐身涂层的合理设计,研究MAM反射系数的理论计算原理,并建立了适当的模型,作为设计、制备符合反射系数指标要求MAM涂层及其性能分析的基本依据。根据隐身技术的基本原理,在提出选择正确的电磁参数形式的同时,给出了避免复数运算的简便计算方法。通过分析MAM厚度与反射系数的关系,初步得出了微波吸收材料存在最佳吸收厚度的结论。     

相关要求在结构设计中应用的研究

本文根据形位公差国家标准的有关规定，剖析了包容要求、最大实体要求和最小实体要求的含义。结合多年结构设计的实践，论述了在机械结构设计中应用包容要求、最大实体要求、最小实体要求的意义。得出了在结构设计中应用相关要求，既可控制工件的尺寸，又可控制工件的形状及各要素之间的位置，并可方便加工与检测的结论。为提高产品质量，降低生产成本，提供了有效的设计途径，建议在结构设计中积极推广和应用。     

自润滑滑动摩擦系数研究

根据自润滑滑动摩擦 μ -n曲线的特性和自润滑机理 ,通过含油量高、中、低三种铜石墨材料的自润滑态、干摩擦态和油浴态的滑动摩擦 ,确立自润滑属混合润滑 ,其摩擦系数由干摩擦系数和弹流动力润滑的摩擦系数两者构成 ,后者为 0 .0 2 ,其在自润滑摩擦中所占的最高份额为 88%。自润滑滑动摩擦产生磨屑 ,它影响干摩擦系数和弹流动力润滑的摩擦系数二者的相对份额 ,使稳态工作时的自润滑摩擦系数在某一值附近波动。     

飞行器结构轻量化研究与结构复合材料的发展

本文以结构轻量化为目的，用力学分析方法对结构复合材料的发展进行深入讨论，以揭示其研究和发展与宇航结构应用的相互关联与影响。并探讨如何加强这个课题的研究工作。     

激光辅助冷喷涂Cu颗粒撞击45钢的数值模拟

采用有限元分析软件ANSYS Multiphysics /LS-DYNA模块,选取Johnson-Cook材料模型与双线性各向同性硬化材料模型,建立了激光辅助冷喷涂三维模型,并通过这两种材料模型模拟了不同入射速度和沉积点温度条件下,Cu颗粒撞击45钢基体的沉积过程,分析了速度、沉积点温度对沉积颗粒变形行为的影响。结果表明：常温下颗粒撞击速度为800 m/s和基体预热温度850 ℃、 颗粒速度为500 m/s时,Cu颗粒都能有效沉积到45钢基体上;两种模型都能用于预测激光辅助冷喷涂工艺参数。     

新型轻合金结构材料在航天运载器上的应用与分析(上)

铝锂合金是下一代运载火箭和航天飞行器的重要轻合金结构材料,美、俄两国在航空航天飞行器上有２０年多年的使用经验。本文综述两国这种合金的发展、技术和应用情况,并分析比较了成功的原因和现状。