超磁致伸縮材料（Giant Magnetostrictive Material,GMM）是一種新型磁控功能材料,可實現(xiàn)電磁能和機械能的雙向轉(zhuǎn)換。以GMM為核心元件的超磁致伸縮致動器（Giant Magnetostrictive Actuator,GMA）,具有驅(qū)動位移精度高、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)異特性。在精密和超精密加工、主動振動控制、流體機械等工程領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,由于GMM固有的磁滯特性、渦流特性引起的溫度變化嚴重影響著GMA的輸出精度,并降低其工作性能,限制了其在精密、超精密驅(qū)動設(shè)備領(lǐng)域的發(fā)展。本文以提高GMA工作精度、拓展其在精密與超精密加工領(lǐng)域的應(yīng)用為研究目標,對GMM的渦流損耗特性、非線性本構(gòu)行為以及GMA的溫度特性、熱補償控制方法和非線性多場動態(tài)耦合本構(gòu)模型展開了系統(tǒng)研究,研制了具有熱補償功能的GMA。針對時變磁場下GMM的渦流損耗問題,基于麥克斯韋電磁方程及渦流效應(yīng),建立了考慮渦流效應(yīng)及徑向磁場分布不均的GMM古典渦流損耗數(shù)學(xué)模;基于微觀磁學(xué)理論、MO（Magnetic Object）概念研究了GMM超渦流損耗,并建立了考慮應(yīng)力影響的超渦流損耗數(shù)學(xué)模型。利用... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題依據(jù)
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 課題來源
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超磁致伸縮材料（GMM）的研究與發(fā)展
        1.2.2 磁致伸縮效應(yīng)特性的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.2.3 超磁致伸縮致動器理論模型研究現(xiàn)狀
        1.2.4 超磁致伸縮執(zhí)行器的熱致變形控制技術(shù)
    1.3 本課題的研究目的和意義
    1.4 主要工作
第2章 GMM渦流損耗特性的研究
    2.1 引言
    2.2 考慮集膚效應(yīng)及徑向磁場分布的古典渦流損耗
        2.2.1 圓柱坐標系下古典渦流損耗模型
        2.2.2 GMM棒的磁化模型
        2.2.3 考慮集膚效應(yīng)及徑向磁場分布的古典渦流損耗
    2.3 GMM超渦流損耗研究
        2.3.1 GMM的超渦流損耗理論
        2.3.2 GMM棒的應(yīng)力-磁化模型
        2.3.3 力-超渦流損耗模型
    2.4 本章小結(jié)
第3章 考慮熱致變形的GMA多物理場耦合建模
    3.1 引言
    3.2 考慮熱致變形GMM的多場耦合模型
        3.2.1 GMM的多場應(yīng)變建模
        3.2.2 GMM非線性瞬態(tài)能量本構(gòu)方程
    3.3 GMA的多物理場動態(tài)模型
        3.3.1 動態(tài)阻尼應(yīng)變模型
        3.3.2 動態(tài)模型的邊界條件
    3.4 模型驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 具有熱形變補償功能的GMA設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 GMA磁路優(yōu)化設(shè)計
        4.2.1 GMA的磁場分布特性分析
        4.2.2 磁路長度對磁場分布特性的影響
    4.3 GMA熱變形控制方法及其結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.3.1 GMA的溫度特性分析
        4.3.2 熱致變形補償控制方法
        4.3.3 考慮熱致變形GMA補償結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實驗測試與分析
    5.1 引言
    5.2 GMA實驗系統(tǒng)的搭建
    5.3 GMA溫度特性及熱致變形控制特性研究
    5.4 GMA動靜位移態(tài)特性研究分析
    5.5 結(jié)論
第6章 結(jié)論展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]超磁致伸縮致動器的小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前饋逆補償-模糊PID控制[J]. 孟愛華,劉成龍,陳文藝,楊劍鋒,李明范.  光學(xué)精密工程. 2015(03)
[3]基于熱力學(xué)性能的形狀記憶合金驅(qū)動器多目標優(yōu)化[J]. 唐元貴,馬艷歌.  中國機械工程. 2013(21)
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[6]形狀記憶合金線性驅(qū)動器的設(shè)計及位移特性分析[J]. 李杰鋒,沈星,王鑫偉.  機械工程學(xué)報. 2012(02)
[7]驅(qū)動頻率對超磁致伸縮致動器的損耗和溫升特性的影響[J]. 李立毅,嚴柏平,張成明.  中國電機工程學(xué)報. 2011(18)
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博士論文
[1]超磁致伸縮材料力磁耦合特性實驗研究[D]. 趙沛.蘭州大學(xué) 2012
[2]超磁致伸縮致動器的磁滯非線性動態(tài)模型與控制技術(shù)[D]. 曹淑瑛.河北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3627427