巨磁致伸缩材料的磁致伸缩模型与计算

应用在应力作用下的磁致伸缩系数与磁化强度的关系，建立了磁致伸缩的计算模型，结合器件的实际结构，采用有限元方法，计算了磁致伸缩棒在应力作用下的磁致伸缩，计算结果与实验值符合，分析表明，采用该模型得到的计算结果能够较准确地反映材料在工作状态下的磁致伸缩。     

计及涡流效应和应力变化的超磁致伸缩换能器的动态模型

文中在Jiles—Atherton磁滞模型和换能器振动系统的结构动力学原理的基础上，考虑交流驱动时的涡流效应和应力状态的变化，建立了超磁致伸缩换能器的磁弹性动态模型。对换能器系统不同工作情况进行模型的仿真计算并与实验结果对比，发现模型与实验吻合较好。说明所建立的动态模型能较好地描述换能器系统输出应变与驱动磁场之间的关系。根据模型的计算结果拟合出了换能器系统的伯德图，用于指导对换能器系统进行频率跟踪控制。     

粘结Sm-Dy-Fe合金的磁致伸缩性能研究

采用粘结法制备了Sm_(1-x)Dy_xFe_2合金样品,测量了粘结合金样品的静态磁致伸缩、动态磁致伸缩系数、增量磁导率和磁-机械耦合系数,研究了磁致伸缩性能等随磁场H的变化规律。发现当x<0.12时合金的低场磁致伸缩随x的增加而增加,高场磁致伸缩随x的增加而降低。棒状Sm_(0.88)Dy_(0.12)Fe_2合金在H=200kA/m时的磁致伸缩达405×10~(-6),磁-机械耦合系数和动态磁致伸缩系数分别达到0.34和1.28nm/A,因而粘结Sm_(0.88)Dy_(0.12)Fe_2合金具有一定的实用价值。     

压电器件减振控制技术的发展和研究现状概述

作为一种新兴的智能材料,压电材料在振动控制领域的应用越来越广。归纳了压电材料用于减振控制的主动控制、半主动控制、被动控制及混合振动控制等四种方法原理、优缺点及国内外主要研究成果;并介绍了针对各方法的不足所提出的扩展研究,如自感知主动控制、基于压电分流阻尼的声子晶体技术以及基于开关半主动控制的自供电技术等,借此可为磁致伸缩材料等其他智能材料在减振控制方面提供借鉴和新的设计思路。     

超磁致伸缩致动器的磁-机械强耦合模型

稀土一铁超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料，其应用越来越受到人们的关注。为了有效地设计、开发超磁致伸缩材料的器件，必须建立材料器件的输入输出模型。利用能量变分原理，针对研制的超磁致伸缩致动器，建立了系统的磁一机械强耦合模型，并应用有限元法计算了致动器的输入电流与输出位移的关系曲线。计算值与实验值比较吻合，表明所建立的模型能够反映致动器的输入输出关系，模型对于设计超磁致伸缩器件、优化设计方案具有重要意义。     

超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型

超磁致伸缩致动器的输入磁场与输出应变存在着磁滞非线性。为了控制及使用致动器，必须建立其准确的数学模型。该文基于Jiles—Atherton磁滞模型、二次畴转模型、非线性压磁方程和致动器结构动力学原理，建立了超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型。应用该模型对致动器的输出应变进行计算，计算结果与实验结果符合较好，验证了模型的正确性和实用性。     

应用混合遗传算法的超磁致伸缩致动器磁滞模型的参数辨识

针对遗传算法爬山能力差的弱点，该文把信赖域算法作为一个与选择、交叉和变异平行的算子，嵌入到遗传算法中，得到一种混合计算智能算法。该方法兼顾了遗传算法和信赖域算法的长处，既有较快的收敛速度，又能以非常大的概率求得最优解。应用该混合遗传算法对超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型进行参数辨识，仿真和实验研究表明，该算法能有效地辨识非线性系统的非线性参数，并具有一定的抗噪声能力。     

双稳态磁致伸缩能量采集器的动态特性

介绍了利用非线性来提高磁致伸缩能量采集系统效率的原理,建立了双稳态磁致伸缩能量采集器的集中参数模型,给出了两磁体之间的磁力数学表达式并验证了其正确性。分析了磁体之间的距离对系统特性的影响,结果表明:在外部非线性磁力的作用以及合适的磁体间距下,磁致伸缩悬臂梁会构成一个双稳态系统;相同激励幅值下,通过改变激励频率和磁体间距形成双稳态特性,可提高能量的采集效率。     

含分流电路Galfenol声子晶体的带隙与减振性能

利用Galfenol的逆磁致伸缩效应并通过分流元件调整其声子晶体带隙,以实现有效减振具有重要现实意义。基于磁致伸缩本构方程、Armstrong模型、法拉第定律、传递矩阵法和Bloch定理,推导了含分流电路的Galfenol有效弹性模量表达式,并建立其声子晶体振动模型。模型计算结果与实验结果对比表明,该模型能提供有效弹性模量随频率和分流电容变化的合理数据趋势,并能预测Galfenol参数随应力变化的非线性特性。分析了该声子晶体在开路下,其布喇格带隙(BBG)衰减常数峰值和截止频率随应力的变化规律,确定了器件减振的最佳工作点;分析了该声子晶体在不同分流电容和应力下的BBG、共振带隙(RBG)及其共振公共带隙(RCBG)特性,结果表明,较小分流电容、较大磁机耦合因子和较大电感可显著提高器件减振性能。     

直接传动用低速大转矩电动机的研究

设计出了一种机电一体化的特种电机－－永磁扇片定子电动机。该电机的新颖之处在于：把电机的定子不做成一个完整的圆，而是整个圆的一部分即扇片定子结构，并且采用模块化设计，定子模块的数量可以根据容量的要求增多；从机电一体化的角度出发，把某些生产机械本身所具有的大直径转动部件的外圆进行改造，加工成或焊接上均匀的齿槽结构作为电机的转子，该电机可以输出只有十几或几十（r/min）的低速和数千（N/m）的大转矩。