國民經(jīng)濟(jì)各部門和高科技各領(lǐng)域的發(fā)展,都不可避免地受到材料發(fā)展的制約或推動(dòng),作為主要傳動(dòng)與控制方式之一的流體傳動(dòng)與控制技術(shù),當(dāng)然也不例外。超磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Material,簡寫為GMM)是近年才出現(xiàn)的一種新型功能材料,具有應(yīng)變大、響應(yīng)速度快、能量傳輸密度高、輸出力大等優(yōu)異性能。利用GMM設(shè)計(jì)新型的電—機(jī)轉(zhuǎn)換器,取代傳統(tǒng)型電—機(jī)轉(zhuǎn)換器,如力矩馬達(dá)或力馬達(dá)等,可提高整個(gè)電液伺服閥的響應(yīng)速度和控制精度。 論文以GMM為基礎(chǔ),以GMM轉(zhuǎn)換器及其噴嘴擋板伺服閥為研究對象,采用理論分析、計(jì)算機(jī)仿真、靜態(tài)磁場有限元計(jì)算、動(dòng)態(tài)磁場磁路計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對其進(jìn)行系統(tǒng)、深入的分析和研究。提出了基于GMM轉(zhuǎn)換器的噴嘴擋板伺服閥的實(shí)現(xiàn)方案和具體結(jié)構(gòu),研制了GMM轉(zhuǎn)換器及其噴嘴擋板伺服閥,確定了各參數(shù)間的匹配關(guān)系,建立了GMM轉(zhuǎn)換器噴嘴擋板伺服閥設(shè)計(jì)、評價(jià)準(zhǔn)則;通過動(dòng)態(tài)磁場磁路計(jì)算、磁場有限元仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出了GMM轉(zhuǎn)換器磁場分布和磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,由GMM轉(zhuǎn)換器的輸出桿,直接驅(qū)動(dòng)擋板的結(jié)構(gòu)形式,不僅切實(shí)可行,而且具有簡單、可靠和便于控制的特點(diǎn);采用溫度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、預(yù)壓力施加機(jī)構(gòu)、可調(diào)動(dòng)態(tài)偏置磁場和添加導(dǎo)磁環(huán)等措施,提高了壓力控制性能;同時(shí)表明基于GMM轉(zhuǎn)換器噴嘴擋板伺服閥,具有較寬的控制壓力特性,可達(dá)0.52MPa;良好的線性度,約為2.5%;較快的響應(yīng)速度,階躍響應(yīng)上升時(shí)間為1ms、幅頻寬達(dá)680Hz。提出了伺服閥用GMM電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器自適應(yīng)熱補(bǔ)償機(jī)構(gòu),并進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明提出的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)能有效地補(bǔ)償GMM棒的熱變形,提高了GMM轉(zhuǎn)換器噴嘴擋板伺服閥控制壓力的輸出精度。提出了測量動(dòng)態(tài)磁場的簡便實(shí)用方法,實(shí)現(xiàn)了測試裝置在對電流—控制壓力測量的同時(shí),還能對動(dòng)態(tài)磁場磁通變化率進(jìn)行檢測,解決了動(dòng)態(tài)磁場不便測量的難題,并將測得結(jié)果與磁路仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析,驗(yàn)證了磁路動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的正確性。 有關(guān)各章內(nèi)容分述如下: 第一章介紹了傳統(tǒng)型和新型兩類電—機(jī)轉(zhuǎn)換器的作用、原理及特點(diǎn),并對其性能進(jìn)行了比較;概述了GMM的性能優(yōu)越性和發(fā)展歷程;著重闡述了GMM電—機(jī)轉(zhuǎn)換器在流體元件中的應(yīng)用,并總結(jié)了該類轉(zhuǎn)換器的最新研究成果及應(yīng)用研究現(xiàn)狀;簡要概括了本課題的研究意義、研究難點(diǎn)和主要研究內(nèi)容。 第二章從GMM的唯象理論和工程實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā),較系統(tǒng)地闡述了磁致伸縮現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理和各種有實(shí)用意義的物理效應(yīng),并根據(jù)磁力學(xué)理論,給出磁致伸縮方程式,同時(shí)對GMM的伸縮機(jī)理、磁—機(jī)耦合、壓力及溫度等特性進(jìn)行了介紹和分析,為后幾章的應(yīng)用研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 第三章在介紹了基于GMM轉(zhuǎn)換器,及其噴嘴擋板伺服閥的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和性能特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,較全面系統(tǒng)地研究了GMM轉(zhuǎn)換器,及其噴嘴擋板伺服閥的設(shè)計(jì)理
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH134
【部分圖文】：

匝數(shù)為2400、電流

2llE一04A至R為由外到里磁力線磁通的具體值圖5一8匝數(shù)為2400、電流為.075A時(shí)的磁場分布51、儀=。289E一oqA=.803瑪一06B=。241已一05C=。402E一05D=.562E一05E=.723B一05F=.884E一05G=，10qE一oqH=.12OE一O以工=.137E一OqJ=.153E一oqK=。169E一oqL=。185E一04M=。201E一0吸N=.217E一oqO=。233E一04P=.ZqgE一oqQ=.265E一04R=.281E一oqA至R為

匝數(shù)均為1200，電流分別為.05AS

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李躍松;朱玉川;吳洪濤;田一松;牛世勇;;射流伺服閥用超磁致伸縮執(zhí)行器磁場建模與分析[J];兵工學(xué)報(bào);2010年12期

2 王傳禮;丁凡;李其朋;;伺服閥用GMM電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器靜態(tài)輸出特性的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2007年10期

3 李躍松;朱玉川;吳洪濤;田一松;牛世勇;;電液伺服閥的研究現(xiàn)狀[J];航空兵器;2010年06期

4 李躍松;朱玉川;吳洪濤;田一松;牛世勇;;超磁致伸縮執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)的射流伺服閥參數(shù)優(yōu)化[J];航空學(xué)報(bào);2011年07期

5 王傳禮;丁凡;許賢良;;GMA噴嘴擋板閥參數(shù)設(shè)計(jì)及特性研究[J];機(jī)床與液壓;2006年08期

6 王傳禮;丁凡;崔劍;李其朋;;基于GMA噴嘴擋板伺服閥的動(dòng)態(tài)特性[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年10期

7 徐梓斌;方應(yīng)國;李勝;阮健;;電液振動(dòng)臺(tái)研究綜述[J];浙江樹人大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

8 朱玉川;李躍松;;超磁致伸縮執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)的新型射流伺服閥[J];壓電與聲光;2010年04期

9 李磊;趙升噸;范淑琴;;電磁直驅(qū)式大規(guī)格電液伺服閥的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];重型機(jī)械;2012年03期

10 薛光明;何忠波;李冬偉;李玉龍;崔旭;;超磁致伸縮材料在液壓閥中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J];液壓與氣動(dòng);2013年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王志華;超磁致伸縮式與永磁式振動(dòng)發(fā)電的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2010年

2 馬建偉;精密電液伺服閥幾何因素與性能指標(biāo)映射關(guān)系研究[D];大連理工大學(xué);2011年

3 李其朋;直動(dòng)式電液伺服閥關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2005年

4 趙亞鵬;超磁致伸縮泵設(shè)計(jì)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王素清;基于高速開關(guān)閥的液壓振動(dòng)沖擊系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2010年

2 高恒;執(zhí)行器電—?dú)舛ㄎ幌到y(tǒng)建模研究[D];杭州電子科技大學(xué);2009年

3 常家慶;基于CFD和FEM的超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)水壓伺服閥性能研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

4 鄭健;雙相對置超磁致伸縮自傳感驅(qū)動(dòng)水壓伺服控制閥研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

5 周星;基于磁柵式導(dǎo)磁套的比例電磁鐵關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

6 葉文軍;2D高頻激振閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

7 方振剛;添加磁流體的力矩馬達(dá)靜態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

8 宋彥偉;采用磁流體的力矩馬達(dá)動(dòng)態(tài)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

9 黃時(shí)煒;比例—高速雙向復(fù)合電磁鐵的研究[D];浙江大學(xué);2006年

10 馮汝揚(yáng);遙操縱系統(tǒng)主—從雙向伺服控制技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2008年

本文編號：2810181