巨磁致伸缩材料Terfenol-D的磁致伸缩计算

考虑在压应力作用下磁畴的择优分布,应用磁畴转动模型,建立了在压应力作用下材料的磁致伸缩与磁场强度的关系,当H≤80KA/m、在较大压应力作用下时,计算结果与实验值基本符合,表明该表达式反映了在压应力作用下磁化机制,可以应用该式来描述材料在较低磁场强度下的磁致伸缩。     

稀土磁致伸缩材料Terfenol-D的变负载特性分析研究

关于稀土超磁载伸缩材料Terfeno1-D的磁致伸缩特性国内外已有大量报道，但大多数都是基于载荷(预紧力)在磁致伸缩过程中保持不变条件下的磁致伸缩特性研究．在这些研究的基础上分析了Terfenol-D材料在变负载时的磁致伸缩特性。介绍了变负载动态特性曲线的绘制方法并讨论了恒载与变载的特性曲线的特点与差异。对设计和研究磁致伸缩换能器的动态特性具有参考价值．     

稀土超磁致伸缩材料、应用与器件

介绍了稀土一铁超磁致伸缩材料的磁致伸缩性能和应用该材料研制的器件．利用磁致伸缩材料的磁致伸缩大、能量密度高、反应速度快等特点,研制了具有尺寸小、位移量大、精度高的致动器,用于精密加工中位移的进给、异型零件的加工和精密阀门的控制等领域．研究和开发超磁致伸缩材料和器件,对于促进机电一体化、微电子、纳米技术等的发展具有重要意义．     

稀土超磁致伸缩材料电磁参数的实验研究

利用自制的稀土超磁致伸缩参数实验装置对采用独特工业化工艺技术生产的ＴｂＤｙＦｅ三元稀土合金超磁致伸缩棒的磁致伸缩系数和机电耦合系数等电磁参数进行了实验测定讨论了磁电耦合作用对磁致伸缩系数和机电耦合系数的影响,所得结果为超磁致伸缩材料应用器件提供了重要设计依据。     

超磁致伸缩致动器结构设计与静态特性实验

对超磁致伸缩致动器的结构如驱动磁场、偏置磁场、预压结构、水冷机构等进行设计,利用致动器加工实物,完成致动器的静态特性实验,获得不同预压力和驱动磁场强度下的致动器输出位移曲线,并得到了最优参数。     

超磁致伸缩材料特性测量的实验设计

简述超磁致伸缩材料及其特性测量原理,设计了用应变片法和光杠杆法分别测鼍微小长度变化量,并用计算机采集数据,实现了合金材料超磁致伸缩系数计算机实时测量的实验,得到了两种测量方法测量超磁致伸缩系数在误差允许范围内一致的结果.     

超磁致伸缩致动器动态特性分析与实验研究

基于超磁致伸缩材料磁滞非线性,结合其致动器结构,推导了致动器的动态应变模型.为了验证模型的准确性,进行了致动器动态特性测试,测试结果和理论仿真结果基本一致,为致动器的实际使用打下了基础.     

Terfenol-D磁致伸缩形变测试及应用研究

基于准静态条件下线性磁致伸缩理论 ,对 7mm× 2 0 mm的 Terfenol- D试样 ,在其轴向施加 0、0 .0 4 5、0 .1 5 6、0 .662、6.9MPa压应力和 0～ 3A直流电磁激励条件下的磁致伸缩形变特性进行了测试 ,测得试样的最大轴向形变量可分别达到 4.98μm、7.94μm、8.64μm、1 4.74μm和1 9.7μm。实验结果表明 :磁致应变量随压应力载荷增加而明显放大 ;磁致应变输出效率随压应力载荷的不同而发生变化 ,并具有优选励磁范围。该结果为进一步的在驱动器设计时选定预压应力载荷和确定励磁电流强度范围提供了实验依据。文中对已试制出的基于试样的驱动器样机作了简介。     

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。     

我国稀土超磁致伸缩材料研究与应用开发概况

概述了稀土超磁致伸缩材料的性能特点与应用领域,系统介绍了我国在该材料的制备工艺,性能实验,器件研制与应用开发等方面的研究成果,以及作者在这方面所作的工作,探讨了目前尚存在的问题,提出了材料产业化和器件开发方面的若干建议。     

磁致伸缩材料Terfenol-D非线性耦合有限元分析

为了研究巨磁致伸缩材料Terfenol-D的非线性耦合磁力特性及响应,提出一种增量显式有限元列式及其在通用有限元软件中的实现方法.该显式增量方法基于实验测得材料性质或非线性本构计算所得材料参数,通过分段插值函数描述磁致伸缩材料的材料参数随磁场和预应力的非线性变化关系,采用耦合方程的弱形式给出相应有限元列式及增量算法,并在通用有限元软件ABAQUS中执行数值算例.该方法通过显式插值避免大多数数值方法求解非线性方程组的迭代过程,只需要先进行稳定性验证来标定合适的增量步长即可保证结果的可靠性.数值分析结果表明,该方法具有较好的精度和稳定性,能够准确有效地模拟不同预应力水平和偏磁场强度下的磁致伸缩非线性耦合响应,同时能够反映预应力对最大磁致伸缩的影响,即“反转效应”.该方法对磁致伸缩器件的设计应用及力磁耦合非线性分析具有一定的理论和实际意义.     

基于Preisach理论的GMA迟滞建模与参数辨识

针对一直动型磁致伸缩致动器（GMA）的非线性迟滞建立了数学模型,对限制三角形进行均匀离散网格划分,给出了非负约束最小二乘参数辨识模型,在一阶回转实验数据（FOD）的基础上,得到了GMA迟滞输出预测模型,并采用LabVIEW虚拟仪器平台进行了迟滞预测实验.为减小涡流对实验结果的影响采用了低频信号（1Hz）.实验结果表明,用非负约束最小二乘参数辨识算法得到的数值模型对GMA迟滞位移输出有较高的预测精度,预测误差小于6%.进一步的误差分析表明,经典Preisach模型同余性要求与GMM变化率依赖型迟滞之间的差异是预测误差产生的主要原因,必须通过模型的改进,放松其对系统同余性的要求才能够进一步提高经典Preisach模型的迟滞预测精度.     

非线性参数拟合的桥梁概率地震需求模型研究

针对云图法建立概率地震需求模型时部分工程需求参数(EDP)与地震动强度参数(IM)间不满足对数线性回归关系假设的问题,建立某三跨混凝土连续梁桥的3D有限元模型。采用IDA方法建立桥梁概率地震需求模型,并以IDA分析结果为基准,在同一地震动参数下,采用基于不同拟合方式的云图法建立概率地震需求模型并得到了结构在不同破坏状态下的易损性曲线。研究表明,当EDP与IM之间的数量关系不满足云图法对数线性关系基本假设时,选择恰当的非线性参数拟合方式可以显著提高云图法建立概率地震需求模型的精度。     

Solving single-frequency phase ambiguity using parameter weights fitting and constrained equation ambiguity resolution methods

1INTRODUCTION Itiswellknownthatthekeyfactorfortheap plicationofhighprecisionglobalpositionsystem(GPS)istocorrectlyfixintegerambiguities.For shortbaselinesingle frequencydifferential positioning applications,anaccuracyof12cmcanbeachievedandevenanhigherpositioningaccuracy(saymmlevel)canbeachievedifthemulti path errorscanbereasonablyremoved.Manyinvestiga tionshavebeencarriedoutinordertoapplythehighlyprecisephaseobservations[13].Onone hand,manynewalgorithmsandideashavebeen suggestedfortheamb…     

超磁致伸缩执行器自感知机理研究

为了能有效地减小微器件的体积并实现同位控制，提出了超磁致伸缩执行器同时作为执行器和传感器的自感知工作原理. 分析了超磁致伸缩执行器作为双向换能器的自感知物理基础，以此建立了执行器和传感器的能量耦合模型. 根据磁致伸缩材料的压磁方程，并结合励磁线圈的截面积、匝数及磁致伸缩棒的截面积、长度、弹性模量、压磁系数等，推导了感知力和感知速度的计算方法. 提出了利用桥路法在强驱动信号的背景下提取感知信号的方法，在研制的执行器自感知实验系统上，验证了力感知和速度感知方法的有效性     

Design and optimization of cantilevered magnetostrictive film-substrate microactuator

The exact solution for the bending problem of a free-end point loaded film-substrate cantilever with arbitrary film-to-substrate thickness ratio is obtained by using the basic mechanical equilibrium equation. And then the problem of design and optimization for microactuator buildup of film-substrate cantilever is discussed by taking into account the effect of geometrical and physical parameters of the cantilever components. Furthermore, the optimal condition for actuator application is presented and some theoretical problems are clarified. The results show that, in general, the greater the film-to-substrate thickness ratio, the higher the ability of taking load, namely the larger the exerted force of the cantilever when the thickness of substrate is kept constant. When the total thickness of the cantilever is kept constant, however, the free-end exerted force will experience a maximum and this maximum value of the exerted force will decrease with the increasing film-to-substrate stiffness ratio. Meanwhile, the optimal thickness ratio corresponding to this maximum exerted force also decreases with the increasing stiffness ratio. Whether for the cases of fixed substrate or fixed total thickness, the influence of Poisson’s ratio of two cantilever components on the exerted force is remarkable, and should not be neglected. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10147203), the Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-2005-0272), and the Key Project of the Ministry of Education of China (Grant No. 206024)     

粘结TbDyFe合金的组织及磁致伸缩性能

粘结TbDyFe合金是由TbDyFe粉末与粘结剂混合后压制成型并固化而成的。TbDyFe合金的原始组织是由RFe2基体相和富稀土析出相以及RFe3相组成。均匀化热处理后，富稀土相和RFe3相减少。粘结TbDyFe合金的磁致伸缩性能与TbDyFe粉末颗粒尺寸的大小，粘结剂的粘度系数，粉末与粘结剂的配比，预应力的大小以及颗粒调整有很大关系。试验结果表明，TbDyFe粉末颗粒尺寸的大小和颗粒调整对粘结TbDyFe合金的磁致伸缩性能影响较大。在一定尺寸范围内，粘结TbDyFe合金的磁致伸缩性能随TbDyFe粉末颗粒尺寸的增大而提高；在压型过程中由于外加磁场作用使颗粒调整，即使得磁畴取向，从而提高了磁致伸缩性能。