超磁致伸缩换能器系统特性的建模与实验研究-机械电子工程专业毕业论文

致 谢在本论文完成之际，特此感谢导师张玉宝副教授在我三年的学习期间给予的帮助 与指导。整个论文的工作中，包含了张老师大量的心血与辛勤的汗水，从选题、构思 到实验，他对工作认真负责、一丝不苟、精益求精的

摘 要 摘 要 超 磁 致 伸 缩 材 料 是 一 种 新 型 的 稀 土 功 能 材 料 ， 具 有 磁 致 伸 缩 应 变 大 、 响 应 速 度 快 、 能 量 密 度 高 、 输 出 力 大 等 显 著 特 点 ， 它 以 其 优 异 的 性 能 和 良 好 的 应 用 前 景 而 得 到 了 世 界 各 国 研 究 者 们 的 普 遍 关 注 ， 其 相 应 的 理 论 和 应 用 研 究 正 广 泛 进 行 ， 各 种 应 用 器 件 的 开 发 正 成 为 人 们 研 究 的 热 点 。 本 论 文 从 课 题 组 现 行 研 制 的 超 磁 致 伸 缩 换 能 器 出 发 ， 进 行 了 换 能 器 输 入 输 出 特 性 的 理 论 研 究 与 实 验 研 究 ， 力 求 得 到 超 磁 致 伸 缩 换 能 器 更 为 普 遍 意 义 上 的 数 学 模 型 ， 从 而 化 。 为 超 磁 致 伸 缩 器 件 的 设 计 提 供 理 论 依 据 与 方 法 ， 指 导 超 磁 致 伸 缩 器 件 的 设 计 与 优 论 文 首 先 对 超 磁 致 伸 缩 材 料 的 特 点 、 特 性 、 器 件 开 发 现 状 、 理 论 研 究 现 状 作 了 详 细 论 述 ， 然 后 在 下 面 几 个 方 面 作 了 进 一 步 研 究 ： 1 ． 采 用 有 限 元 软 件 模 拟 了 △ E 效 应 对 超 磁 致 伸 缩 棒 纵 振 基 频 的 影 响 ， 并 定 量 分 析 了 各 种 因 素 对 磁 场 均 匀 度 的 影 响 大 小 。 2 ． 利 用 压 应 力 下 材 料 的 磁 致 伸 缩 与 磁 化 强 度 的 关 系 ， 模 拟 了 课 题 组 研 制 的 换 能 器 中 超 磁 致 伸 缩 材 料 的 磁 致 伸 缩 性 能 。 3 ． 根 据 磁 致 伸 缩 产 生 的 机 理 ， 结 合 材 料 力 学 及 有 限 元 中 轴 对 称 结 构 离 散 化 的 相 关 公 式 ， 推 导 出 超 磁 致 伸 缩 换 能 器 的 静 态 输 入 输 出 模 型 。 并 利 用 现 有 的 有 限 元 分 析 软 件 A N S Y S 模 拟 了 换 能 器 输 入 电 流 与 输 出 位 移 的 关 系 曲 线 。 4 ． 对 超 磁 致 伸 缩 换 能 器 基 于 物 理 规 律 建 立 起 动 态 特 性 的 数 学 模 型 和 仿 真 模 型 ， 通 过 仿 真 得 到 系 统 的 响 应 曲 线 及 各 主 要 参 数 对 换 能 器 动 态 特 性 的 影 响 规 律 。 5．对课题组研制的超磁致伸缩换能器进行了实验研究，捡验了静态特性模型与 动 态 特 性 模 型 建 立 的 正 确 与 否 ， 同 时 通 过 实 验 找 到 了 现 有 设 计 中 存 在 的 问 题 。 关 键 词 ： 超 磁 致 伸 缩 换 能 器 ； 系 统 特 性 ； 数 学 模 型 ； 有 限 元 分 析 ； 仿 真 模 型 ； 磁 机 耦 合 。