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.     

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。     

超磁致伸缩驱动器输出特性的实验研究

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点和应用情况,论述了驱动器结构和内部磁路设计方法,对采用国产材料研制的驱动器位移及力的输出特性进行了测试,并对该驱动器在低频范围输出力的频率响应进行了实验。实验结果表明,该驱动器具有理想的动静态输出精度和输出范围,可以用于精密设备的低频主动隔振平台中。     

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。     

基于MEMS传感器的磁梯度张量单点定位系统

针对现有磁梯度张量定位系统普遍存在的整体尺寸大、系统运行维护成本高,难以实现小型化和低成本化应用等问题,提出基于MEMS传感器的磁梯度张量单点定位系统。该系统采用六棱台式磁梯度张量探头结构设计,利用两个单轴MEMS磁传感器以差分形式构建梯度计,根据六棱台磁梯度张量测量模型解算当前位置磁梯度张量值,通过磁梯度张量单点定位算法计算出磁性目标磁矩与相对距离,进而求解磁矩矢量和位置矢量,最终完成磁性目标定位。静态实验结果表明,基于MEMS传感器的磁梯度张量单点定位系统可有效实现近距离范围内磁性目标探测与定位,系统具有实时性强、成本低和尺寸小等优点,满足探危排爆、入侵监测等场景下小尺寸、低功耗磁探测需求,同时它也可作为小型样机,验证六棱台式超导全张量磁梯度测量系统磁性目标单点定位有效性。     

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。     

磁性目标的单点磁梯度张量定位方法

针对以往利用总量磁场(或梯度)或磁场分量测量的定位方法计算量相对较大、定位实时性较差的不足,根据磁偶极子模型基础上的简易方便的磁梯度张量定位模型,利用一个测点的测量值实现了实时磁性定位.利用平面磁梯度测量系统,对定位模型进行了仿真分析,表明该方法具有较高的精度,磁探仪精度、基线距离等是影响定位误差的主要因素,该方法对实际磁定位工作具有一定的参考价值.     

基于磁梯度张量的目标多测量点线性定位方法

针对目前基于磁梯度张量的目标多测量点定位方法中存在求解过程复杂且无法得到解析最优解的问题,提出了基于磁梯度张量的目标多测量点线性定位方法。该方法将磁梯度张量的三个特征值按照一定关系组合得到一个与磁偶极子方向无关的不变量,同时利用绝对值最小的特征值对应的特征向量与距离矢量垂直的几何关系,通过运动载体平台的运动测量得到三个点的磁梯度张量数据,建立关于磁性目标位置的超定方程组,通过求广义逆得到目标位置的最小二乘解。仿真实验验证表明,多测量点线性定位方法对磁性目标的定位效果较好,可以实现对磁性目标的精确定位,且磁力仪的测量精度、测量系统的基线距离和运载平台的位移测量误差是影响定位精度的主要因素。     

地下铁磁物体的分步磁定位方法

针对地下铁磁物体埋藏深度大、测量范围受限、各种干扰因素多、与周围介质间磁性差异小难以定位的情况,提出-种分步磁定位方法.首先根据不同深度面上所有测量点的磁场突变值确定铁磁物体顶端所处深度,再利用磁梯度异常和磁场随距离衰减规律实现对磁性体顶端位置的准确定位.实际工程应用表明:该方法对于地下铁磁物体具有定位准确和成本低廉的优势.     

基于正交基函数的矢量磁梯度异常探测

磁异常探测技术是一种快速有效的非接触式感知手段。针对传统的标量正交基函数(OBF)检测器获取的磁场信息有限,而矢量OBF检测器得到的磁场信息受地球磁场晃动影响显著的问题,推导一种兼具丰富磁场信息以及抗晃动性能的矢量磁梯度OBF检测器。证明当测量噪声服从高斯独立同分布时,矢量OBF检测器相较于标量OBF检测器具有更低的检测虚警率,且空间采样长度是影响OBF检测器性能的关键因素。仿真和实测结果表明：矢量磁梯度OBF检测器相对于传统检测器具有更优的检测性能,降低空间采样长度可以明显提升其探测性能;矢量磁梯度OBF检测器在低信噪比条件下可以反演得到磁性目标的磁矢量梯度信号,利用粒子群参数估计算法能估计得到目标的位置参数和磁矩参数。     

Experimental Research on Output Performances of Giant Magnetostrictive Actuator

The paper introduces the performances of magnetostrictive actuators and its applications, discusses the design methods for the structure and internal magnetic circuit of a giant magnetostrictive actuator, and makes tests on the output displacement and force characteristics for an actuator using homemade magnetostrictive material. The experimental result shows that the actuator has satisfactory output precisions and ranges in transient and stable states, and can be used in lowfrequency vibration control system of precise equipment.     

基于磁流变液减振器的车辆悬挂半主动控制

磁流变液减振器,通过线圈电流改变磁场调节磁流变液在阻尼通道中的流动,实现对减振器阻尼力的控制.车辆悬挂系统由弹性元件、导向元件和减振器组成.基于磁流变液阻尼器的车辆悬挂半主动控制,采用二自由度1/4车体模型构建控制器模型.通过二次型最优控制LQR算法,根据极值原理导出最优控制律,以确定半主动减振器驱动器控制力.仿真表明,该控制器具有较好的稳定性和良好的减振效果.     

Experimental Investigation on Finishing Technology by Magnetostrictive Ultrasonic Vibration of Magnetic Liquid

Magnetic liquid can produce alternative internal pressure under the alternative high-frequency gradient magnetic field.Because it has higher bulk modulus,the internal pressure results in its volume change.Using piezoelectric transducers,the ultrasonic wave generated by the vibration of magnetic liquids can be detected,which shows that the magnetic liquids have the magnetostrictive effect and can generate the ultrasonic vibration under the alternative magnetic gradient field.Some nonmagnetic abrasives and ru...     

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。     

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。     

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。     

145型风扇调速偶合器系统匹配试验研究

通过对该系统的台架试验,获得了大量的试验数据,经过数据处理、分析,其结果证实:该145型风扇调速偶合器性能满足风扇工作要求;各部件之间匹配良好,满足系统工作要求.     

屈服应力对磁性液体密封启动扭矩的影响

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用.磁性液体密封的密封性能会随着静置时间的延长发生变化,尤其是启动扭矩随静置时间延长而增大的现象,可能会导致密封件启动困难甚至损坏.针对磁性液体密封启动扭矩发生改变的现象,实验研究启动扭矩与温度、静置时间、磁性液体注入量和磁性液体所受压力的关系,理论分析启动扭矩产生变化的原因.研究结果表...     

室温磁制冷机乙醇水溶液传热特性实验研究

以旋转式磁制冷样机为研究对象,研究乙醇水溶液与水在主动式回热器(AMR)的传热特性;探讨不同物理性质的换热流体组成的室温磁制冷机的蓄热机理;分析工质盘转速、换热流体流量、温跨等参数对工质盘温度分布的影响。实验结果表明:使用乙醇水溶液取代水作为工质盘的换热流体,有利于增大多孔介质的渗透率,使工质盘温度降低,系统的冷端获得较大的温度梯度,系统制冷功率提高6%左右。50%浓度的乙醇水溶液比10%浓度的乙醇水溶液,系统制冷量可以高出20W,冷端温降高出0.3 K左右。