国内外超磁致伸缩材料及作动器的研究

超磁致伸缩作动器具有推力强、反应快和分辨率高等特点,在精密定位、精密驱动、机器人、微型阀等领域展现了广阔的应用前景本文在介绍超磁致伸缩材料及其应用的基础上,分析了国内外超磁致伸缩作动器的研究动态、应用状况等,并对几类超磁致伸缩作动器的原理、结构进行了阐述,最后提出了超磁致伸缩作动器的四个研究方向。     

微振动控制中超磁致伸缩作动器的设计与分析

针对微振动控制中对作动器的要求,基于超磁致伸缩材料的特性对作动器进行了优化设计,通过对其进行磁路分析、热效应分析,验证了设计的合理性;针对超磁致伸缩材料的非线性性能,利用实验测量的主迟滞回线和一阶折返曲线数据点建立Preisach模型,采用输入校正迭代算法对非线性进行补偿,然后对作动器进行精密定位控制实验.实验结果表明...     

超磁致伸缩作动器的磁路优化设计与有限元分析

超磁致伸缩作动器(giant magnetostrictive actuator,简称GMA)是一种新型的振动控制驱动器件,但由于其内部磁路复杂,GMA内部磁路中磁感应强度的大小和均匀性会严重影响作动器的工作性能。为解决上述问题,基于静态条件下线性磁致伸缩理论和电磁学原理,采用有限元软件ANSYS对GMA建立有限元模型,系统性地研究了激励线圈、导磁体和导磁内壁所用材料的参数等对磁感应强度的影响。同时,提出以GMM棒中减小磁漏、增大磁感应强度和提高磁感应强度的均匀性为设计原则,将超磁致伸缩棒轴向中心线处磁感应强度的大小和均匀度作为评价标准。对开闭磁路、激励线圈的轴向长度、材料的磁导率、空气间隙和导磁体的半径等参数进行优化设计。研究结果表明,当采用闭合磁路时,磁感应强度的大小和均匀度均得到了很大的提高;并通过磁路优化后,磁感应强的大小增大了0.1 T,均匀度提升了10.27%。     

磁控形状记忆合金Ni2MnGa解析模型及特性

系统地阐述了磁控形状记忆合金的微结构、相变机理和形状记忆效应。利用自行设计的实验装置研究了Ni2MnGa合金样品在静态直流下的应力、磁场和形变之间的关系,绘出了不同压应力下磁场强度与变形的实验曲线,给出了O＇Handley解析热力学模型,并与实验结果进行了比较。实验结果证明,Ni2MnGa合金变形率随着压应力的增加而减小,随磁场强度的增加而增大。这为Ni2M“G“合金的实际应用打下了理论和实验基础。     

电磁作动器信号特性分析及建模

为对一款实验所用的定制电磁作动器进行数学建模,对电磁作动器进行大量实验和测量来采集信号数据,并通过将数据进行降噪处理和积分转换等方法分析研究了电磁作动器输入输出信号,研究拟合其数据结果,建立了此电磁作动器的数学模型。结果表明：建立了一个直观表达输入输出信号之间关系的电磁作动器数学模型,且该模型满足后续工程使用要求。     

飞机液压系统与作动器连接形式分析

不同机型液压系统中液压管路与作动器的连接形式具有较大的差异。本文对现有民机液压管路与作动器的典型连接形式进行分析与对比,总结了各种形式的差别。     

磁控形状记忆合金振动发电机原理及建模方法研究

在能源日益缺乏的今天,环境中普遍存在的振动能量成为很多科技工作者新的能源资源。重点研究磁控形状记忆合金(magnetic controlled shape memory alloy,MSMA)振动发电机的建模问题。为了充分利用MSMA变形率大、易于控制、可逆效应输出感应电压大的特点,提出了利用MSMA的维拉利效应收集振动能量的发电机原理。通过分析MSMA马氏体相变特性和磁畴运动模式,利用吉布斯自由能函数,建立了MSMA振动发电机的数学模型,求出在磁场和振动力共同作用下振动发电机感应电动势与磁化强度和应变量的数学关系。分别分析了外加振动力、施加磁场、振动频率变化时对发电机输出电压的影响。仿真结果验证了利用MSMA合金制作微型振动发电机的可行性及数学模型的正确性。     

超磁化条件下超磁致伸缩作动器迟滞现象研究

论述了超磁致伸缩材料的主要物理特性,通过对其迟滞现象的实验观测,指出迟滞现象对超磁致伸缩作动器的精确控制造成的影响.提出了超磁化的方法对迟滞现象进行改善,并通过实验进行了验证,最后从理论上对其有效性做了分析论述.研究表明：采用超磁化后,作动器的力-磁耦合关系更明确,对作动器的控制效果更好.     

串接式高能电磁作动器

日前江苏大学研发的“串接式高能电磁作动器”被授予实用新型专利.串接式高能电磁作动器的振子由两块以上的高强磁铁和两块外侧导磁板及一块或一块以上的中间导磁板按“外侧导磁板———高强磁铁———中间导磁板———高强磁铁———……———高强磁铁———外侧导磁板”的顺序串联而成,布置在振子中间的导磁板的厚度比振子最外端导磁板的厚度大,任意两块相邻的磁铁同极相对地夹住其间的中间导磁板.线圈保持架、电磁线圈和导磁外筒粘固成一体,穿心螺栓和片状弹簧从两端连接振子和导磁外筒.由于磁路缩短、磁阻降低、导磁板数量增多,可布置…     

一种拱形线性压电作动器的作动特性分析

为了有效抑制结构的变形和振动,提出一种新型的拱形压电作动器.利用卡式第二定理推导该作动器的输出力表达式,并与建立的有限元模型进行对比,证明理论分析的正确性.由理论分析和数值模拟可知:该作动器的输出力和输出力矩与驱动电压成正比,在0～200 V区间内可以保持线性输出;跨度越大,输出弯矩越大,对悬臂梁的振动和变形的衰减效果...     

Cu-Zn-Sn合金的可逆形状记忆效应

以工业纯金属为原料、配备成化学成分为Cu—28.60%wtZn—5.21%wtSn的合金。对该合金的马氏体转变点进行测量,并研究了热弹性马氏体转变过程和双程形状记忆效应。薄片试样在o℃—100℃之间重复热循环时,试样能反复地自动地变弯和伸直,经过300次热循环,试样的偏转角之差几乎不变。     

两轴向磁场时磁控形状记忆合金的本构模型

采用热力学方法推导了磁控形状记忆合金在两轴向磁场作用下的力学本构模型,考虑了马氏体变体再取向的驱动力和阻力的平衡状态,建立了马氏体变体再取向的动力学方程。该模型用于分析NiMnGa单晶试样在双向磁场作用下的非线性力学行为和滞后效应,结果表明模型的预测数据和实验结果吻合性较好,从而说明模型是可行的。     

形状记忆台金在后张法预应力施工中的应用

形状记忆合金是一种性能优良的功能材料,以其自身优越的性能引起土木工程人员的关注。在已有研究成果的基础上,综合后张法预应力构件的施工过程,提出了形状记忆金属在后张法预应力构件中新的应用。     

Apple品牌产品形态知觉设计之浅析

本文以Apple典型产品形态设计为例,分析产品形态知觉的特征、形态知觉的基本原型、基本原型的基因特征。从而提取出产品出形态信息中的基本原型,构建基于形态知觉的产品造型设计方法。     

一种基于功/能转换效率最高原则的单程形状记忆合金驱动器设计方法

研究了单程形状记忆合金（ＳＭＡ）驱动器的工作机理，基于热力学基本定律建立了单程ＳＭＡ驱动器的功／能和热／能转换模型，分析了ＳＭＡ元件的性能对单程ＳＭＡ驱动器输出性能的影响，提出了一种基于功／能转换效率最高原则的单程ＳＭＡ驱动器设计方法，建立了单程ＳＭＡ驱动器的输出性能和ＳＭＡ元件的性能及驱动器初始状态之间的定量关系。     

经颅磁刺激圆形线圈变形对空间磁场分布的影响

为了降低在经颅磁刺激中对非靶点位置的刺激,使其具有更好的磁聚焦性,设计了一种变形折叠圆线圈。计算了其空间磁场分布,并与传统圆形线圈进行比较。结果表明,变形圆形线圈能有效降低传统圆形线圈一侧的磁场峰值,同时另一侧磁场峰值基本保持不变,在最佳折叠角60°~75°范围内变形圆线圈具有较好的磁聚焦性。     

基于记忆合金的大承载低冲击解锁机构设计与试验研究

为满足航天器大承载、低冲击、快速响应的连接与分离需求,提出一种基于记忆合金驱动、具有非自锁传动特性和多级增力结构形式的解锁机构,对解锁触发系统和承载传动系统设计方法进行了研究,通过理论分析、仿真和测试,确定了影响记忆合金驱动性能和非自锁梯形螺纹副设计的关键参数。试验结果表明,该解锁机构承载能力强,解锁冲击小,响应快速,解锁时间同步性好,可重复使用,在航天器连接与分离系统中有很大的应用潜力。     

Cu-Zn-Al形状记忆合金马氏体相变的热力学特征

本文阐明了Cu—Zn—Al形状记忆合金马氏体转变的热力学特征，从热力学角度分析了Cu—Zn—Al记忆合金在不同的热处理条件下形成不同组织结构的机制，给出了控制Cu—Zn—Al记忆合金马氏体相变的方法．     

Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的机理分析

在相变过程中产生的热弹性马氏体所具有的晶体学可逆性和其形成过程中的自协作效应与取向效应是形状记忆合金产生形状记忆的根本原因，据此对Cu—Zn—A1形状记忆合金观测结果给出了解释．中还阐明了发生热弹性马氏体相变的驱动力来自母相与新相间的自由能差，热弹性马氏体的形状、大小可由相变时的过冷度控制．     

电子设计的系统分析与评价

结合全国大学生电子设计大赛,探讨电子设计制作过程中系统工程的运用。依照电子设计制作的实际过程,首先运用系统工程的思想将项目进行系统化的分解,对可行方案运用层次分析法进行系统评价,选取相对科学的方案,以达到节省设计成本、提高设计效率的目的。