【摘要】：稀土超磁致伸縮致動器(GMA)是利用磁致伸縮效應進行工作的位移動力輸出裝置。因其伸縮量大、可靠性強等優(yōu)點被大量應用于換能、驅(qū)動等工程領域,但GMA發(fā)熱問題一直是行業(yè)難題。文章通過分析GMA工作時產(chǎn)生的磁滯損耗、渦流效應、線圈的電阻損耗等方面對發(fā)熱原因進行說明,對現(xiàn)階段GMA采用的熱膨脹補償、柔性支撐機構補償、軟件控制法、強制冷卻溫控、利用相變材料或半導體材料進行溫度控制等多種溫控方法進行介紹,并詳細對比各溫控措施的優(yōu)缺點和適用場合。根據(jù)各方案的對比得出,現(xiàn)階段GMA溫控的研究主要是通過抑制熱量擴散和將熱量導出這兩個方面進行解決。文章通過對應用較為廣泛的強制水冷方案進行分析,提出一種無管冷卻方式對GMA內(nèi)的熱源進行溫控處理。采用分析模型、提出創(chuàng)新型方案、ANSYS仿真實驗和數(shù)據(jù)的正交實驗等方法對無管冷卻系統(tǒng)內(nèi)影響溫控效率的各個因素進行研究與分析。研究結果發(fā)現(xiàn)GMA內(nèi)部存在大量無效空間,有很多方案的冷卻系統(tǒng)與熱源的接觸方式屬于點與面或者點與點的接觸,這直接導致采用強制水冷方法進行冷卻的效率大幅度降低,因此本課題針對這一問題設計出一種無管冷卻的方式,增大了冷卻液的冷卻面積,使冷卻效率得到提升。在研究的過程中,冷卻系統(tǒng)中的冷卻液采用不導電的純水進行冷卻,防止漏電等危險發(fā)生,建模過程中針對冷卻液在系統(tǒng)的均勻分布做了優(yōu)化設計。對優(yōu)化的方案模型進行仿真分析。利用ANSYS仿真軟件對冷卻液的流速和壓強,冷卻系統(tǒng)中冷卻液出入口大小做了詳細的研究,得出冷卻液流速的改變對GMA內(nèi)部溫度的影響,并選用冷卻液流速為1.2m/s的情況下,冷卻效率比較合理且對能量的消耗也是最低的;得出冷卻液出入口直徑的改變對GMA內(nèi)部溫度的影響,冷卻液出入口直徑為10mm時,GMM棒正處于工作時的最佳溫度,此時GMA工作效率最高且輸出位移最大;對冷卻系統(tǒng)內(nèi)的壓強來說對GMA內(nèi)的溫度影響很小等重要結論。通過冷卻液各物理因素對GMA內(nèi)部溫度影響的研究,利用SPSS軟件對所得的仿真數(shù)據(jù)進行正交實驗和交互實驗,最終得到流速與出入口大小的改變對GMA內(nèi)部溫度影響較大,而冷卻液壓強對GMA內(nèi)部溫度影響較小,驗證了仿真實驗中的結論。通過兩兩交互實驗得出在整個致動器的冷卻系統(tǒng),流速為1.2m/s、壓強為1000Pa、入口處直徑為10mm時冷卻效率最佳。最后探討了在整個冷卻系統(tǒng)中的密封性和絕緣性的問題,利用密封墊片對殼體進行密封,軟木塞對線圈出口進行密封,確保整個裝置的密封性良好。研究形成了一套較為完整的研究GMA溫控措施的創(chuàng)新方案,研究為工程實踐提供理論數(shù)據(jù)支撐,實現(xiàn)對致動器溫控研究的進一步探索,本課題對稀土超磁致伸縮致動器的溫控研究有借鑒意義。
【圖文】：

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文日本東海大學 Yoshio Yamamoto 等人[11]通進行研究而得到。該方法將 GMM 棒放置在動線圈通電發(fā)熱時可使 GMM 棒和金屬套進行補償，，使 GMM 棒保持原有的伸縮量結構如圖 1.1 所示。GMA 外套筒采用熱膨可近似看作無熱變形的外殼，作用是減小

圖 1.1 熱膨脹抵消補償結構圖直接對產(chǎn)生的熱量進行解決，而是利用M 棒的伸縮量。但該方法使 GMA 輸出場合。法法的原理是通過纏繞線圈的支架受到的原動力，來調(diào)整GMM 棒支撐點位置化，實現(xiàn) GMA 內(nèi)部達到熱平衡，改善機構的結構圖如圖 1.2。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK172

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 杜設亮,傅建中,陳子辰;可控度/有限元法在熱壓電仿生熱魯棒結構致動器放置優(yōu)化中的應用[J];動力工程;2002年03期

2 杜設亮,張偉根,傅建中,陳子辰;熱壓電仿生熱魯棒結構的致動器最優(yōu)配置[J];中國機械工程;2001年S1期

3 吳一輝，王立鼎，馬建旭;新型微變位致動器的發(fā)展及應用[J];光學精密工程;1996年02期

4 大舟;微型流體致動器的技術水平[J];光機電信息;1997年02期

5 朱美玲，趙淳生，汪風泉;振動控制系統(tǒng)中致動器配置方法的理論研究[J];應用科學學報;1997年01期

6 大舟;新致動器在實踐中的應用[J];光機電世界;1994年07期

7 Kazuhide Abe,Kenji Uchino,張傳忠;用陶瓷作內(nèi)電極的BaTiO_3為基的致動器[J];壓電與聲光;1988年01期

8 王大春;陶瓷致動器及其應用[J];壓電與聲光;1989年03期

9 內(nèi)野研二,王大春;壓電陶瓷超聲波電機[J];壓電與聲光;1989年04期

10 夏丹;李鴻伯;;ANSYS在電磁致動器中的應用[J];甘肅科學學報;2013年01期

相關會議論文 前10條

1 楊應奎;彭仁貴;王媛珍;董曉利;;光致動器用碳納米管/彈性體復合材料[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題J：高分子復合體系[C];2013年

2 陽學進;鄧思琪;李濤濤;張爭艷;陶孟侖;陳定方;;超磁致伸縮致動器結構設計與靜態(tài)特性實驗研究[A];發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，助推新能源裝備制造——2014年第四屆全國地方機械工程學會學術年會暨新能源裝備制造發(fā)展論壇論文集[C];2014年

3 陽學進;鄧思琪;李濤濤;張爭艷;陶孟侖;陳定方;;超磁致伸縮致動器結構設計與靜態(tài)特性實驗[A];湖北省機械工程學會機械設計與傳動專業(yè)委員會暨武漢市機械設計與傳動學會第22屆學術年會論文集[C];2014年

4 王振剛;何天虎;;管狀介電薄膜致動器的粘彈性行為[A];中國力學大會-2017暨慶祝中國力學學會成立60周年大會論文集（C）[C];2017年

5 文玉梅;;光學系統(tǒng)精密調(diào)整用陶瓷致動器的控制[A];第四屆全國光電技術與系統(tǒng)學術會議論文集[C];1991年

6 周浩淼;周又和;鄭曉靜;;超磁致伸縮致動器非線性振動的主動控制[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

7 張志富;陳定方;李濤濤;鄧思琪;;高頻驅(qū)動超磁致伸縮致動器的磁場設計與分析[A];發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，助推新能源裝備制造——2014年第四屆全國地方機械工程學會學術年會暨新能源裝備制造發(fā)展論壇論文集[C];2014年

8 彭仁貴;王媛珍;唐偉;楊應奎;;碳納米管/聚硅氧烷復合纖維的制備及其光致機械響應[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題J：高分子復合體系[C];2013年

9 簡林柯;李新忠;何鉞;;重復控制及其在多致動器同步運動控制中的應用[A];1997年中國控制會議論文集[C];1997年

10 李勇;吳宏鑫;;采用壓電敏感器和致動器的撓性結構振動控制方法研究[A];1997年中國控制會議論文集[C];1997年

相關重要報紙文章 前6條

1 記者 劉海英;微型二硫化鉬致動器“力大無窮”[N];科技日報;2017年

2 肖習;中國產(chǎn)軸承致動器在美受調(diào)查[N];國際經(jīng)貿(mào)消息報;2002年

3 記者楊金瑞;美國“特保”　瞄準中國[N];中華工商時報;2002年

4 記者 劉霞;美欲開發(fā)軟體機器人探索地外世界[N];科技日報;2019年

5 孝文;打針不再痛[N];大眾衛(wèi)生報;2012年

6 本報記者 趙三明;SKF：為汽車業(yè)提供多種解決方案[N];中國工業(yè)報;2007年

相關博士學位論文 前10條

1 劉偉杰;基于壓力傳感器和致動器的智能感知器件研究[D];華中科技大學;2019年

2 常強;新型蛋清水凝膠的合成及多領域應用前景[D];南方醫(yī)科大學;2018年

3 芮驥才;用于低溫兩相回路傳熱的基于磁致伸縮致動微型流體泵的研究[D];中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所);2018年

4 孫壯志;生物凝膠電致動器的致動性能及致動偏轉(zhuǎn)機理研究[D];哈爾濱工程大學;2016年

5 孫智涌;微納操作中智能材料致動器的建模與控制方法研究[D];東北大學;2016年

6 曹淑瑛;超磁致伸縮致動器的磁滯非線性動態(tài)模型與控制技術[D];河北工業(yè)大學;2004年

7 栗大超;硅微機械扭轉(zhuǎn)鏡光致動器及其動態(tài)測試技術的研究[D];天津大學;2004年

8 沈雪瑾;硅微單側直腳諧振器與復合V型梁熱致動器的機械性能研究[D];上海大學;2007年

9 孫英;超磁致伸縮致動器的神經(jīng)網(wǎng)絡控制與動態(tài)模型及實驗研究[D];河北工業(yè)大學;2007年

10 周詳宇;低剛度梁連接組合式超聲致動器及其驅(qū)動點運動形態(tài)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 管瑞陽;新型軟體致動器的設計及在康復手套上的應用[D];安徽工業(yè)大學;2019年

2 馮友慧;基于介電高彈體（DE）的致動器研究與設計[D];西安電子科技大學;2019年

3 滕偉;面向軟體機器人的超彈性體材料制備及服役行為研究[D];江蘇大學;2019年

4 張瞻;稀土超磁致伸縮致動器無管冷卻的研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2019年

5 謝飛;超磁致動器的數(shù)學建模研究[D];華僑大學;2019年

6 黃整章;基于壓電致動器的微掃描控制系統(tǒng)設計[D];上海交通大學;2016年

7 劉成龍;面向手部運動功能康復的雙向軟體致動器的設計[D];華中科技大學;2019年

8 周培迪;紙基復合材料致動器的研究[D];福建師范大學;2018年

9 施晴;基于光熱轉(zhuǎn)換的AuNPs-PNIPAm/PAAm致動器的制備和性質(zhì)研究[D];吉林大學;2018年

10 于慶國;仿青蛙游動機器人軟體致動器設計及其應用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

本文編號：2656401