高速開關(guān)元件是數(shù)控技術(shù)與液壓技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物——電液數(shù)字閥的執(zhí)行機構(gòu)的關(guān)鍵元件之一，在機床控制、水電控制、火電控制、艦船控制、航天航空飛行器控制和國防武器制導中具有廣泛的應(yīng)用前景。超磁致伸縮材料（GMM，Giant Magnctostrictivc Matedal）是一種新型高效的磁（電）-機械能轉(zhuǎn)換智能材料，具有磁致伸縮應(yīng)變系數(shù)大、能量密度高、機電耦合系數(shù)大、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，適合應(yīng)用于微小型高速開關(guān)閥的驅(qū)動部件。本文對GMM驅(qū)動器實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究和探討。 本文對主要的幾類電液控制元件進行了比較，說明了高速開關(guān)閥在電液數(shù)控系統(tǒng)中具有的優(yōu)點。粗略地比較分析了GMM、PZT及鐵鎳合金三種功能材料的物理性能，顯示了GMM應(yīng)用于高速開關(guān)閥的優(yōu)勢。介紹了磁致伸縮現(xiàn)象及其形成機理，分析了GMM的基本特性及其電-磁-機熱力學性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上提出GMM式高速開關(guān)閥驅(qū)動器的構(gòu)成方案，制作了原型樣機，并對其部分性能進行了測試。。 主要的研究工作如下： 1) 探討了GMM棒的特性參數(shù)設(shè)計與選型方法，使GMM棒的各項特性參數(shù)具有較佳組合； 2) 建立了適合高速開關(guān)閥驅(qū)動器的勵磁... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
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目錄
第一章 緒論
    §1.1 論文研究的背景和意義
    §1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其進展
    §1.3 本文研究的主要內(nèi)容和工作安排
第二章 超磁致伸縮材料的基本特性介紹
    §2.1 磁致伸縮現(xiàn)象及產(chǎn)生機理簡述
    §2.2 磁致伸縮唯象方程式
        2.2.1.磁性晶體物理性質(zhì)之間的關(guān)系
        2.2.2.磁性晶體磁、熱和彈性性質(zhì)的熱力學方程
    §2.3 超磁致伸縮材料基本特性
        2.3.1.超磁致伸縮材料的基本性能
        2.3.2.超磁致伸縮材料的基本特性
    §2.4 GMM驅(qū)動器研制須注意的問題
    §2.5 本章小結(jié)
第三章 GMM驅(qū)動器結(jié)構(gòu)及磁路設(shè)計
    3.1 超磁致伸縮式高速開關(guān)閥驅(qū)動器結(jié)構(gòu)及工作原理
    3.2 GMM芯棒的設(shè)計與參數(shù)優(yōu)選
        3.2.1 GMM驅(qū)動器的相關(guān)技術(shù)指標
        3.2.2 GMM棒的設(shè)計與選型
        3.2.3 微位移放大機構(gòu)的新方案
    3.3 勵磁線圈的相關(guān)參數(shù)設(shè)計
        3.3.1 勵磁線圈內(nèi)部磁感應(yīng)強度估計
        3.3.2 勵磁線圈幾何參數(shù)選取
        3.3.3 勵磁線圈導線直徑d及相關(guān)磁學參量的設(shè)計
    3.4 GMM驅(qū)動器的磁路設(shè)計
        3.4.1 GMM驅(qū)動器磁路設(shè)計的原則
        3.4.2 偏置磁場設(shè)計
        3.4.3 GMM驅(qū)動器結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 GMM驅(qū)動器電磁部分數(shù)學模型及數(shù)值仿真
    4.1 GMM驅(qū)動器電磁部分的數(shù)學模型
    4.2 GMM驅(qū)動器電磁場的數(shù)值計算
        4.2.1 GMM驅(qū)動器電磁場的準靜態(tài)分析
        4.2.2 計算結(jié)果的處理與分析一
        4.2.3 驅(qū)動器電磁場的瞬態(tài)分析
        4.2.4 驅(qū)動器GMM棒電磁非線性對電磁場的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 GMM試件的性能測試和GMM驅(qū)動器實驗研究
    5.1.GMM棒及驅(qū)動器性能測試系統(tǒng)介紹
    5.2.GMM棒材料性能測試
    5.4.GMM驅(qū)動器性能測試
    5.5.本章小結(jié)
第六章 論文總結(jié)及工作展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 需要進一步研究的問題
附錄 參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
西北工業(yè)大學學位論文知識產(chǎn)權(quán)聲明書
西北工業(yè)大學學位論文原創(chuàng)性聲明



本文編號：3171172