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超磁致伸缩棒上的磁场强度对超磁致伸缩致动器(GMA)至关重要,因其幅值和上升、下降时间直接影响致动器的输出力和响应时间.建立电压到磁场强度的模型,并提出较合理的线圈优化方案.将线圈充、放电过程简化为一阶RL线性电路的暂态过程,计算得到线圈电流,并根据线圈电流建立超磁致伸缩棒上的磁场强度模型.由模型可知,致动器尺寸有限制时,棒上磁场强度的优化应主要考虑线圈匝数;通过分析线圈匝数对磁场强度稳态值、上升时间和下降时间的影响确定匝数的取值范围.向线圈施加不同频率和幅值的方波电压信号,得到的模型曲线与测得的实验结果相吻合,从而验证了模型的正确性. 相似文献
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该研究展示了一种垂向动磁式压电振动能量收集器,利用垂向磁铁的非线性力改善了单一悬臂梁的收集性能;为了对该结构进行设计分析与参数优化,建立了集总参数理论模型,利用仿真对多种模式进行了研究。聚焦于低频排斥模式,利用实验开展进一步研究;使用铝合金与压电纤维材料MFC搭建了实验平台,并验证了系统的能量收集性能。实验结果表明,该结构能够有效优化能量收集性能,且在误差允许范围内,数值仿真可有效预测结构性质;基于仿真及实验,对结构中的磁铁间距及磁感应强度参数进行研究并进行了最优化,在最优化参数下带宽可提高40.6%,峰值功率可提高42.7%。 相似文献
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《振动与冲击》2021,(11)
为了实现大功率、大振幅的超声振动输出,设计了一种新型的超磁致伸缩超声换能器,换能器的形状是一个窗形的结构,用ANSYS软件对设计的超磁致伸缩换能器进行动力学分析,验证了设计方法的有效性。采用ansoft Maxwell软件分别对窗形换能器和棒形换能器进行了磁分析,发现窗形换能器的磁路是一个闭合的磁路,漏磁较少。分别对窗形换能器和棒形换能器的阻抗和振幅进行测量。结果表明,窗形换能器和棒形换能器的谐振频率基本一致,窗形换能器的阻抗比棒形换能器的阻抗要小很多,但是在相同的驱动电压下,窗形换能器的平均振幅大约是棒形换能器平均振幅的1.5倍。窗形换能器的阻抗小、结构紧促、输出振幅大,是未来超磁致伸缩换能器发展的新方向。 相似文献
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利用非自耗真空电弧熔炼炉,通过恰当控制熔炼温度和热流方向,成功生长了具有<533>轴向取向的多晶稀土-铁系超磁致伸缩合金棒材.对其磁致伸缩性能测试结果表明,所制备的棒材具有较高的磁致伸缩应变,在0MPa压应力、400 kA·m-1的磁场下,其轴向饱和磁致伸缩系数λ//达1045×10-6,饱和磁致伸缩系数As为856×10-6.X射线衍射结果表明,该材料在轴向主要有(533)强衍射峰,同时还具有(311),(110)等弱峰;径向则有(110),(220),(311),(511)等衍射峰,但各峰强度均很弱,证明该方向上的取向性不如轴向.另外,本实验还对超磁致伸缩材料的磁滞同线进行了测试分析. 相似文献
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本文介绍了一种超磁致伸缩稀土换能器测量系统,并应用此系统对超磁致伸缩稀土换能器进行了测试,得到了满意的结果。 相似文献
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超磁致伸缩薄膜执行器的模型建立 总被引:1,自引:0,他引:1
超磁致伸缩材料的研究已有几十年的历史,其制备工艺已比较成熟,并己实现了工业化生产及应用,但超磁致伸缩薄膜器件的理论建模及计算机模拟研究却鲜见报道,因此有必要开展磁致伸缩薄膜的计算机模拟工作,建立物理机制清晰、可应用于工程实际的数学模型,从而为薄膜器件的实际应用提供理论指导.建立了超磁致伸缩薄膜的磁-机械强耦合模型,并且进行了理论推导,应用无单元Galerkin方法进行数值计算,并与实验值进行比较,对模型的正确性进行了验证. 相似文献
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超磁致伸缩合金TbDyFe的晶体生长过程 总被引:1,自引:0,他引:1
用超高温度梯度真空悬浮区熔定向凝固法制备了TbDyFe超磁致伸缩合金,研究了TbDyFe合金的晶体生长方式、轴向择优取向和磁致伸缩性能.结果表明:用悬浮区熔法可制备出轴向择优取向为<110>方向和<113>方向的TbDyFe合金;在20MPa的预应力和5l7.5kA·m-1的磁场下,取向为<110>和<113>的合金样品的磁致伸缩系数分别为l.8×10-3和1.6×10-3.随着生长速度的增大,TbDyFe合金由小晶面生长方式向非小晶面生长方式转变;使用取向为<110>或<113>的晶粒作籽晶,能加快晶粒的择优竞争生长,有利于<110>方向或<113>方向的轴向择优取向的形成;高温退火能不同程度地提高合金的磁致伸缩性能. 相似文献
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对三自由度微振动主动隔振平台的基础器件--超磁致伸缩驱动器(GMA)和放大机构进行结构参数的优化设计。基于对GMA系统从能量输入到输出整个过程的电-磁-机械耦合特性分析,提出了结构的能量损耗率最小的优化方法。结构参数优化后的GMA能量损耗率仅为优化前的0.34倍。将优化结果带入驱动系统动力学模型,优化后的位移响应幅值增大为优化前的2.28倍,初始时刻的冲击加速度响应减小为优化前的0.11倍。仿真结果表明基于能量损耗率最小的超磁致伸缩驱动系统的优化设计方法有效,设计结果满足微振动隔振平台对GMA及放大机构的驱动稳定性、驱动效率、驱动幅值的设计要求。 相似文献
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利用四参量模型系统研究了由超磁致伸缩(GMS)薄膜材料制备的多层悬臂梁的弯曲问题,其中包括GMS/NMS(非磁衬底)、GMS/GMS、GMS/NMS,GMS等悬臂梁体系.针对此3类悬臂梁研究了它们的弯曲挠度等弯曲特性与构成悬臂梁的各种参数的关系,为进一步设计和优化新型悬臂梁体系给出了一些建议性结论.计算结果表明,GMS/GMS双层悬臂梁,其挠度最大值总是大于具有相同几何结构的其它悬臂梁体系。当在悬臂梁系统中需要使用非磁衬底时,较软而且较薄的衬底有益于得到更大的弯曲挠度,相比之下,两层薄膜较硬,因此薄膜不宜过厚.两层磁致伸缩材料的最优厚度比主要由两层材料的弹性模量比决定,即较软的薄膜需有较大的厚度。由于弯曲后悬臂梁自由端位移向下.因此较硬的磁致伸缩薄膜2(沉积在衬底下表面上的薄膜)有益于增加GMS/NMS/GMS3层悬臂梁的挠度. 相似文献
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