不锈钢波纹管检测换能器的设计与应用研究

研制了一种用于不锈钢波纹管检测的磁致伸缩换能器。首先选用多物理场耦合分析软件对圆管的磁场分布规律进行有限元仿真,证实增加铁磁性条带后,磁场强度显著提高。而后通过均匀包裹一层镍合金薄带的方式,改进了磁致伸缩换能器的结构,并成功识别出环向裂纹缺陷。同时分析了试验过程中不确定度的来源,推导出了仅含有直接测量值的标准不确定度合成公式。研究结果为采用磁致伸缩换能器进行不锈钢波纹管缺陷无损评价提供了理论依据。     

我院甘鸿仁教授主持的高新科技项目取得重要成果--稀土超磁致伸缩功能材料系列产品问世

国家机械工业技术发展基金委员会资助的"稀土超磁致伸缩合金(REMA)及其应用研究"项目取得重要成果.1999年12月20日国家机械工业局在广东省新会市组织了现场鉴定会,评定REMA功能材料的先进生产工艺和优良材质已达到国际先进水平.     

利用逆磁致伸缩效应检测钢铁结构应力状态

总结了利用磁致伸缩及逆磁致伸缩效应来测应力 ,利用威德曼及逆威德曼效应测扭矩 ,说明了利用逆磁致伸缩效应检测钢铁结构应力状态的可行性     

磁致伸缩材料的应力感知机理

简介了磁致伸缩材料的伸缩效应及产生机理 ,磁测应力原理 ,磁致伸缩效应在检测钢管隔热层下腐蚀缺陷中的应用 ,并推导了磁场 -伸缩 -力耦合传感方程 ,试图从这些方面揭示磁致伸缩材料的应力感知机理 ,为其在土木工程中的应用提供理论依据。     

超磁致伸缩作动器有限元建模与磁场分析

超磁致伸缩作动器(GMA)是一种新型的振动控制驱动器件,其内部磁场比较复杂。通过建立GMA的有限元模型,分析GMA内部磁路的开闭路对超磁致伸缩材料(GMM)棒磁场的影响,对GMA的导磁上下盖、导磁内壁和导磁体所用材料进行参数优化设计。根据优化的参数制造GMA,采用高斯计测量GMM棒外径轴向磁场分布。研究表明,GMA磁场分布的有限元分析与实验结果一致,GMM棒轴向磁场强度满足设计要求,磁场均匀性较好。     

GMA再生型颤振系统的稳定性及其控制

综合考虑再生型颤振对工件及超磁致伸缩微致动器的影响,建立了超磁致伸缩微致动器车削颤振系统非线性动力学模型。根据Lyapunov第一次近似稳定性定理及霍尔维茨判据对其进行了稳定性分析及控制研究,讨论了系统参数对GMA颤振系统稳定性的影响。同时采用简单自适应控制方法对颤振系统进行了控制研究。结果表明:车削的极限宽度、工件的质量及其等效刚度对系统的稳定性有明显的影响;简单自适应控制方法可有效抑制再生型颤振对系统稳定性的影响。     

TbFe2合金磁致伸缩性能浅析

运用物理性质测量系统(PPMS)研究了300 K下TbFe2立方Laves相合金的磁致伸缩值随外加磁场的变化特性。结果表明,TbFe2合金的磁致伸缩值随着场强的增加而增加。同时,随着场强的增加致70 kOe,TbFe2合金的磁致伸缩值将达到2000 ppm。尽管在70 kOe大的场强下, TbFe2合金的磁致伸缩仍未达到饱和这说明了TbFe2合金在室温下具有相当大的磁晶各向异性。     

用于电流传感的声表面波磁致伸缩效应

利用声表面波(SAW)磁致伸缩效应可以实现一种快速、高灵敏度的电流检测方法,但磁致伸缩薄膜内部矫顽力导致了明显的磁滞误差。磁致伸缩薄膜的栅阵化设计可以减小磁致伸缩时薄膜内部矫顽力,抑制磁滞现象,从而实现高灵敏和低迟滞误差的SAW电流检测。结合有限元和耦合模理论对沉积铁钴(FeCo)薄膜栅阵的声表面波电流传感器中的磁致伸缩效应进行分析,对传感响应进行仿真,确定优化的传感结构参数。为验证理论分析,实验研制了频率为150 MHz的声表面波电流传感器件,并结合差分振荡电路及亥姆霍兹线圈,建立传感器测试系统.实验结果表明,磁致伸缩薄膜的栅阵设计大幅降低了迟滞误差,并显著提升了传感器灵敏度。     

铁镓复合棒换能器设计及非线性驱动研究

提出了一种针对无偏场铁镓换能器非线性驱动方式,该方法通过设计输入电信号函数以匹配磁致伸缩非线性应变函数,从而实现换能器的简谐波输出。通过理论分析,寻找到中低磁场下简单信号实现非线性驱动——半频驱动。研制了复合棒铁镓换能器并在水池进行半频激励测试,结果表明,采用无偏场的半频驱动方式激励换能器在4.2 A电流时声源级达到192 dB,能够无失真工作,实验验证铁镓换能器非线性驱动具有可行性。对高磁场时的非线性驱动进行了理论仿真分析,并设计了非线性驱动信号。     

磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(StressinducedMagneticAnisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction)。从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故又介绍了一台新的磁力仪MAPS,并对MAPS及其他的磁力仪作了比较。