超磁致伸缩振动器谐振频率自感知机理研究
超磁致伸缩作动器的率相关振动控制实验研究
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ９ 文 献 标 志码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ４ ６ ５ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ Ｖ Ｓ ． ２ ０ １ ５ ． １ ２ ． ０ １ ０
２．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ，Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ３ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ － ｄｅ ｐ ｅ ｎ ｄｅ ｎ ｔ ｖ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｇ ｉ ａ ｎｔ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ ｔ ｉｃ ｒ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｃ ｔ ｕａ ｔ ｏ ｒ ｓ
Ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ， Ａ Ｒ Ｘ） 分别 表示模型 的静态非 线性 部分 和线性 动态 部分 。在所建 模 型的基 础上 ， 提 出 了一 种 日 鲁棒 振动控 制方
法 。Ｇ ＭＡ单 自由度主动隔振平 台的减振控 制实验结果表 明 ： 日 鲁棒 振动控 制方法 可 以在 １ 个 振动周期 内， 将频率 范 围
为１ ～１ ０ ０ Ｈ ｚ 的振动衰减 ８ ８ ％一 ９ ２ ％； 而基 于双滤波器的 自适应滤波 ｘ — Ｌ ＭＳ 算 法收敛时间近似于 １ Ｓ ， 在４ Ｏ～１ ０ ０ Ｈ ｚ的频
基于超磁致伸缩材料的微振动控制仿真研究概述
基于超磁致伸缩材料的微振动控制仿真研究概述振动控制是与各类机械工程息息相关的课题，为抑制隔离振动人们进行了广泛的研究。
本文《基于超磁致伸缩材料的微振动控制仿真研究》介绍了振动主动控制中的各种作动器以及相应各种主动控制算法。
结合本文研究采用超磁致伸缩作动器和前馈反馈极点配置主动控制算法，在详细介绍了超磁致伸缩材料的性质和各种本构的基础上，采用郑晓静教授等关于超磁致伸缩的本构结合已有的超磁致伸缩作动器，改进作动器预应力配置，组成主动控制系统，在主动控制算法下推导作动器中超磁致伸缩棒材的振动主动控制方程，仿真应用于微振动控制研究。
仿真中分别在初始激励和正弦激励下进行控制研究，正弦激励又分为低频、中频、和高频等，仿真结果表明本研究中的振动主动控制不仅对低频微振动振动具有相当好的隔振效果，对于中频和高频等的其他振动同样具有隔振效果。
关键词：振动控制，超磁致伸缩材料，主动控制算法，前馈，反馈第一章绪论1.1 研究背景及意义科学技术的日新月异使人们对各类机械结构及系统的使用性能和享受方式提出了更高的要求。
然而在航天航空工程、土木建筑工程、水利水电工程、交通运输工程、机电安装工程等由于其中机械结构因外界的扰动引起了系统的不稳定，如何隔离减缓振动一直是众多工程师、专家学者致力的课题[1,2]，为此，人类创造发明革新各种技术来减缓隔离振动。
结构减缓隔离振动方式主要有被动隔振、主动隔振，半主动隔振[3]，其中被动隔振在结构中使用耗能元件，在结构振动过程中，由自身较高的耗能系数耗散结构振动的能量，消除结构的振动反应。
主动隔振是在振动过程中实时检测振动反应和干扰大小，应用由现代控制理论衍生的主动控制算法，得出作动器输出的最优力或位移，输入外界控制能量，抵消系统的振动反应，实现振动控制的目标。
半主动控制的原理基本和主动控制相同，只是只需将少量的能量输入实施控制的作动器，巧妙得在结构振动的往复运动下确定主动控制的最优控制力。
超磁致伸缩力传感器的模型研究
,近
缩效应是指磁致伸 缩材料 在磁场作 用下具 有伸缩 的能力 , 。稀土超 磁致 磁致 伸缩逆 效应是 指
在一定磁场中给超 磁致伸 缩材料施 加外力 作用 , 其磁化 强 度发生变化的现象。应用超磁致伸缩材 料的这一特性可以 制作各种各样的器件 [ 6~ 11] , 如力或 应力传感 器。超磁 致伸 缩力传感器具有输 出功率 大、 抗 干扰能 力强、 过载 能力强、 寿命长、 适应恶劣工作环境、 适 于静态、 动态力测量、 工艺简 单 , 等优点 , 特别是寿命长、 对运行条件要求低的优点 , 很适
F ig 1 收稿日期 : 2007 - 01- 25 * 基金项目 : 河北省自然科学基金资助项目 ( E 2005000017 , 503028) ; 天津市自然科学基金资助项目 ( 05YF J M C 06000 ) 图 1 超磁致伸缩力传感器原理图 Principle diagram of giant m agnetostrictive force senso r
40
传 感器与微系统 ( T ransducer and M ic rosyste m T echno log ies)
2007 年 第 26 卷 第 3 期
超磁致伸缩力传感器的模型研究
樊长在 , 杨庆新 , 闫荣格, 杨文荣, 刘福贵
*
( 河北工业大学 电磁场与电器可靠性省部共建国家重点实验室培育基地 , 天津 300130 ) 摘 要 : 磁致伸缩逆 效应是稀土超磁致伸缩材料的一个重要 应用特性 , 应用磁 致伸缩逆 效应可 以制作超 磁致伸缩力 传感器 , 基于能量变分原理 , 建立了超磁致伸缩力传感器的有限元模型。应用该模型计算了超 磁致伸缩力 传感器空气隙中的磁感应强度和磁致伸缩棒 上施加力 的关系 , 并与实验 值进行了 比较。计算 结果与实验 结果符合较好 , 表明建立的超磁致伸缩力传感器的有 限元模型是有效的。 关键词 : 稀土超磁致 伸缩材料 ; 磁致伸缩逆效应 ; 力传感器 ; 有限元模型 中图分类号 : T M 27 文献标识码 : A 文章编号 : 1000- 9787( 2007) 03- 0040- 03
磁致伸缩效应对感应电机振动影响的研究
伸缩效应 和磁各 向异性 的感应 电机磁 一 机械耦合 数值 模型 ， 根据所建立模 型计算 了电机空载运行时定 子铁心变形 、
应力 和振动加速度 随时 间的分布 。为 比较磁致伸缩效应与径 向电磁激振力效应 对电机振 动的影响 ， 分别计算 了单 独考虑磁致伸缩 、 单独考虑电磁 力以及两者共 同作用时 的振 动加速 度 ， 结 果表 明磁致伸 缩效应对 电机振 动影 响显 著 。为 了验证模型 ， 对感应 电机振动进行 了实 验研究 ， 发 现同时考 虑磁致 伸缩效应 和 电磁力作用 时 的振 动加速 度 理论计算值更贴近实验测量值 ， 从而验证 了模 型的正确性 ， 为在设计阶段计算感应 电机振动大 小及分布 ， 为寻求新 的减振措施提供 了理论依据和计算方法。
关键词 ： 磁致 伸缩效应 ； 磁一 机械耦合数值模型 ； 振动 ； 感应 电机
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ ４ ６ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ７ ０ １ ８ （ ２ ０ １ ６ ） １ １ — ０ ０ ２ ７ — ０ ３
Ｉ ｎ ｌｕｅ ｆ ｎｃ ｅ ｏ ｆ Ｍ ａｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｄｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ＹＡＮ Ｒｏ ｎ ｇ— ｇｅ，ＷＵ Ｙ ｕ ｅ — ｃ ｈａ ｏ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｗｅ ｔ — ｙ ｉ ｎ ｇ，ｚＨＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ — ｈ ｏ ｎ ｇ．ＤＵＡＮ Ｍｅ ｎ ｇ—… …… … …… … …… … … ．
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器（Magnetostrictive Linear Position Sensor）作为一种精确、可靠的位置测量工具，已广泛应用于现代工业生产及精密测控领域。
在诸多测量系统中，磁致伸缩传感器所涉及的核心机理即为其内部弹性波的传播及特性分析。
本文将对磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理进行研究，并对其进行详细的讨论与探索。
二、磁致伸缩原理与传感器构造磁致伸缩是指由于外磁场作用导致铁磁材料内部分子磁矩有序排列，从而引起材料尺寸变化的现象。
磁致伸缩直线位移传感器主要由磁致伸缩材料、激励线圈和检测线圈等部分组成。
当激励线圈中通过电流时，会在磁致伸缩材料中产生磁场，进而引发材料的磁致伸缩效应。
三、弹性波的产生与传播在磁致伸缩直线位移传感器中，当外部激励产生时，磁致伸缩材料会发生尺寸变化，从而产生弹性波。
这种弹性波是一种在材料内部传播的机械波，其传播特性主要受到材料内部的力学特性和外部环境的影响。
在传感器内部，当磁场变化引起磁致伸缩材料的收缩与扩张时，产生一个由纵向应变构成的动态波形，这一过程会在材料的内部分子之间传递，形成弹性波。
这些弹性波以一定的速度在材料中传播，并在检测线圈处被检测到。
四、弹性波的传播机理研究对于磁致伸缩直线位移传感器的弹性波传播机理，主要涉及到材料内部的力学特性和电磁场对材料的影响。
首先，材料的力学特性决定了弹性波的传播速度和传播方式。
此外，外部的电磁场也会对材料的磁致伸缩效应产生影响，从而影响弹性波的传播。
在研究过程中，我们可以通过对传感器内部磁场分布、材料应力分布以及弹性波的传播路径等进行实验和仿真分析，进一步揭示弹性波的传播机理。
此外，还可以通过改变外部激励的频率、幅度等参数，观察其对弹性波传播的影响，从而优化传感器的性能。
五、结论通过对磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理的研究，我们可以更好地理解其工作原理和性能特点。
防震磁致伸缩位移传感器工作原理
防震磁致伸缩位移传感器工作原理
防震磁致伸缩位移传感器（Shock-Resistant Magnetic Inductive Displacement Sensor）是一种利用量子力学原理实现位移检测的新型传感器。
它使用特殊的磁性材料，在外界环境变化时可以改变其磁性特性，从而改变传感器内部的电场分布，使得传感器可以对外界位移作出相应的反应，从而实现位移检测。
首先，防震磁致伸缩位移传感器的主要结构由一个基本磁体、一个磁距衰减器和一个信号检测电路组成。
其中，基本磁体由一个磁场产生装置（magnetic field generator）和一个磁场接收装置（magnetic field receiver）组成。
磁场产生装置通过一组磁铁，将外部的磁场转换为电场，然后通过特殊的磁性材料，将电场转换为磁场，形成一个稳定的磁场条件。
此外，磁距衰减器的作用是抑制背景磁场的干扰，使得传感器能够准确检测到位移变化。
接着，当传感器内部的磁场发生变化时，磁场接收装置就会发出一个特殊的电信号，这个电信号就是检测到的位移变化信号。
这个信号会被信号检测电路捕捉，再由信号检测电路把这个信号发送到控制系统，从而实现位移检测。
最后，防震磁致伸缩位移传感器的优点是，它不仅具有传统的位移检测传感器的优势（如快速、精确、低成本等），而且还具有独特的特性，即可以在极端情况下（如振动、冲击等）也能够正常工作，这样就大大延长了传感器的使用寿命。
总之，防震磁致伸缩位移传感器是一种利用量子力学原理实现位移检测的新型传感器，它可以在极端情况下也能够正常工作，大大延长了传感器的使用寿命，是一种高效、精确的位移检测设备。
基于超磁致伸缩材料的谐波电机研究的开题报告
基于超磁致伸缩材料的谐波电机研究的开题报告一、研究背景和意义随着科技的不断发展，人们对于电动驱动系统的要求越来越高，尤其是对于小型电动驱动系统。
传统的电磁式电机因结构庞大，效率低下以及制造成本高等缺点，在某些应用场合可能无法胜任，于是人们开始寻求新型的电机结构。
超磁致伸缩材料作为一种新型的智能材料，具有磁致伸缩效应、高灵敏度、高度集成化等特点，目前已经广泛地应用于传感、执行器等领域。
在这项技术的基础上，研究人员提出了一种基于超磁致伸缩材料的谐波电机结构，该结构具有结构简单、精度高、响应速度快等优点，因此受到越来越多的关注。
本项目旨在通过对该电机结构的研究，进一步提高小型电动驱动系统的性能和可靠性。
二、研究内容和技术路线1.理论分析：对基于超磁致伸缩材料的谐波电机结构进行理论分析，包括力学原理、磁学原理、电学原理等，建立数学模型，为后续实验提供理论依据。
2.电机设计：根据理论分析结果进行电机设计，确定电机的结构参数、材料选用等方面，以满足性能和可靠性的要求，并考虑制造成本的影响。
3.电机制造：根据电机设计结果进行实际制造，包括超磁致伸缩材料的处理、电机零部件的加工、装配等环节。
4.电机性能测试：对电机进行性能测试，包括输出功率、效率、响应速度、精度等参数的测试及分析。
研究不同因素对电机性能的影响规律，确定电机在实际应用中的优化方案。
5.应用研究：将研究结果应用于小型电动驱动系统，对比传统电磁式电机和基于超磁致伸缩材料的谐波电机在实际工作中的性能表现，验证研究成果的实用性和可行性。
三、研究计划和预期成果1. 研究计划：阶段一：理论研究和数值模拟（2个月）阶段二：电机设计和制造（4个月）阶段三：电机性能测试（2个月）阶段四：应用研究和成果总结（2个月）2. 预期成果：1）基于超磁致伸缩材料的谐波电机结构的设计方案2）电机性能测试结果及数据分析报告3）小型电动驱动系统的性能测试结果及数据分析报告4）相关科学论文和专利申请四、参考文献[1] Xiao, K., Cheng, K.W.E. and Ho, S.L. (2010) High-precision positioning device using multiaxis hollow-core fiber optic interferometer, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, 12(3), 035702.[2] Adams, J.A., Waxman, J., Yu, X. and Lee, B. (1997) Configuring fiber-optic displacement sensors to meet user requirements, Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 3100, 19-27.[3] Pei, Z. and Wang, A. (2000) Overview of optical fiber displacement sensing technology, Optoelectronics Review, 8(1), 5-10.[4] Loffler, S. and Kielhorn, T. (2005) Absolute distance measurements with subnanometer accuracy using multiple-wavelength interferometry, Applied Optics, 44(17), 3398-3404.[5] Kajiwara, K., Takahashi, H., Dan, N. and Naganuma, K. (1998) Laser Doppler displacement meter using a single He-Ne laser and a phase modulator, Applied Optics, 37(19), 4178-4183.。
稀土超磁致伸缩换能器的谐振频率分析
后盖板 外壳 电路板 后隔板 垫件 后压板
０引 言
稀 土超 磁致伸 缩 材 料 （ 以下 简 称 Ｇ ＭＭ） 一种 是 新 型功 能材料 。在 一 定 的磁场 作 用 下 ， 材料 比传 该 统 的镍基 或 铁 基 磁 致 伸 缩 材 料 具 有更 大 的 伸 缩 应
变 ， 而 被 广 泛 应 用 于 各 类 换 能 器 和 驱 动 器 中。 因 Ｇ ＭＭ具 有如 下特点 ： １ 在 室温 下 的磁 致伸 缩 应 变 （） 大 ； ２ 能量 密度 高 ； ３ 响应 速度快 ；４ 输 出力 大 ， （） （） （）
维普资讯
：若 …
．
设计 ｊ 昕
＿ Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● － Ｉ ● ●
．
＿． ２ ￡ 譬盆 ≥ 蜃 鹭 ● 盎 凸Ｕ ｏ 皓
Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● ｔ ● ● Ｉ ＿ ＿ ＿ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● Ｉ ● ● ｔ ● ●
等。
有 限元 法 是 以变 分原 理 和 剖分 插 值 为基 础 ， 对
本文 研究 的超 磁致 伸缩换 能器 为实现 桥梁 和大 体积 混凝 土 内部 质 量 超 声 波 无 损 探 测 的 超 声 波 震 源 。 由于 在超声 检 测 中 ， 超声 波 的频 率对 检 测 缺 陷
ห้องสมุดไป่ตู้
实 际模 型 进行 离散化 、 构造 插值 函数 ， 通过 物理 上 的
ｕ ｅ ｎ ｓ ｌ ，ｗ ｉ ｈ ｐ ｏ ｅ ｈ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｅ ｃ ｃ ｌｔｄ ｒ ｓ ｌ ． ｒ ｍｅ ｔｒ ｕ ｔ ｈ ｃ ｒｖ ｄ ｔ ｅａ ｃ ｒ ｃ ｆ ｈ ａ ｕａｅ ｅ ｕ ｔ ｅ ｔ ｌ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｉｎ ｇ ｅｏ ｔ ｃｉ ｅｔａ ｓ ｕ ｅ ； Ｅ ； ｑ ｉａｅ ｔｃｒ ｕ ｔ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｙ ｒ ｓ ｇａ ｔ ｍａ ｎ ｔｓ ｉ ｔ ｒ ｎ ｄ ｃ ｒ Ｆ Ｍ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ｉ ｉ；ｅ ｏ ａ ｃ ｒ ｖ ｃ ｑｅｃ
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》范文
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器（Magnetostrictive Linear Position Sensor）是一种重要的位置测量技术，广泛应用于各种工业自动化、机器人、航空航天等领域。
其核心原理是利用磁致伸缩效应（Magnetostrictive Effect）和弹性波（Elastic Wave）的传播特性来实现精确的位移测量。
本文将就磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理进行深入研究，旨在深入理解其工作原理及性能优化。
二、磁致伸缩效应与弹性波磁致伸缩效应是指材料在磁场作用下发生尺寸变化的现象。
当磁场作用于磁致伸缩材料时，材料内部会产生应力波，这种应力波是一种弹性波，以特定的速度在材料内部传播。
而磁致伸缩直线位移传感器正是利用这一原理进行工作的。
三、传感器工作原理磁致伸缩直线位移传感器主要由磁致伸缩材料、永磁体、传感器头和测量电路等部分组成。
当磁体经过磁致伸缩材料时，会引发材料内部弹性波的传播。
由于材料的尺寸变化与外部磁场的位置有直接的关联，通过测量该弹性波的传播时间或相位变化，即可推算出外部磁场的位置，从而实现位移的精确测量。
四、弹性波的传播与特性在磁致伸缩直线位移传感器中，弹性波的传播与材料的特性密切相关。
在传感器的工作过程中，材料在受到外部磁场作用时，会引发材料内部微观结构的变形和振动，进而产生弹性波。
这些弹性波以特定的速度在材料内部传播，并在到达传感器头时被检测和转换。
五、弹性波机理研究对于磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理研究，主要涉及以下几个方面：1. 材料特性研究：研究不同材料的磁致伸缩性能和弹性波传播特性，为传感器设计提供依据。
2. 波速研究：分析不同材料的声速、温度等影响因素对波速的影响，提高传感器测量精度。
3. 传播路径研究：分析弹性波在传感器内部的传播路径及影响因素，优化传感器的结构设计。
4. 信号处理研究：通过优化信号处理算法，提高对弹性波的检测精度和稳定性，进一步提高传感器的测量性能。
磁致伸缩位移传感器工作原理分析
磁致伸缩位移传感器工作原理分析
磁致伸缩位移传感器是一种能够测量物体位移的传感器。
它通过测量磁致伸缩效应（magnetostrictive effect）来实现位移测量。
其工作原理可以分为四个步骤：传感器激励、磁场传播、回波接收和数据处理。
首先，传感器激励是指通过传感器提供激励信号来驱动传感器的磁致伸缩材料。
一般来说，传感器激励采用电流方式，传感器将电流转换为磁场。
接着，磁场传播是指激励信号通过传感器中的磁致伸缩材料，产生磁场并向两个方向传播。
磁致伸缩材料的一个特点是，它具有一定的磁感应强度（magnetostriction）。
这意味着当材料受到磁场作用时，它会发生微小的体积变化。
然后，回波接收是指传感器接收到传播回来的磁场信号。
当激励信号通过磁致伸缩材料传播时，会产生一个磁场脉冲。
当脉冲到达材料的另一端时，它会被传感器接收和转换成电信号。
这个电信号的特征与磁场脉冲的到达时间有关。
最后，数据处理是指传感器通过测量磁场脉冲的到达时间差，计算出物体的位移。
测量位移的精度取决于磁场传播的速度。
磁场传播的速度取决于磁致伸缩材料的特性和传感器激励信号的频率。
在一般情况下，磁致伸缩材料的磁场传播速度大约为5000m/s。
总的来说，磁致伸缩位移传感器的工作原理是通过测量磁致伸缩材料的磁场脉冲到达时间差来计算物体位移。
它具有高精度、快速响应和广泛的应用范围，可以用于测量各种物体的位移，例如液位、液体体积、结构变形等。
超磁致伸缩激振器的研究设计与建模仿真
超磁致伸缩激振器的研究设计与建模仿真超磁致伸缩激振器的研究设计与建模仿真摘要：超磁致伸缩（Magnetorestrictive）激振器因其优越的性能，在许多领域得到了广泛的应用。
为了探索其工作原理和性能特点，本文进行了超磁致伸缩激振器的研究设计与建模仿真。
首先，介绍了超磁致伸缩材料的特点和应用领域。
然后，详细介绍了超磁致伸缩激振器的结构和工作原理，并对其进行了建模与仿真。
最后，通过实验验证，分析了超磁致伸缩激振器的性能特点。
关键词：超磁致伸缩；激振器；建模仿真；性能特点1. 引言超磁致伸缩材料，即磁致伸缩效应材料，是一种在外磁场作用下能够发生磁致伸缩效应的材料。
其具有优异的磁-机耦合特性，能够将磁场能转化为机械能，因此在磁场控制和振动领域得到了广泛应用。
超磁致伸缩激振器是一种利用磁致伸缩材料的特性实现振动的装置，具有结构简单、能源高效、响应速度快等优势。
本文将重点研究超磁致伸缩激振器的工作原理和性能特点，并进行建模与仿真分析。
2. 超磁致伸缩材料的特点和应用领域超磁致伸缩材料具有磁致伸缩效应，即在外磁场作用下，其长度会发生变化。
这种特性使得超磁致伸缩材料在许多领域有着广泛的应用。
例如，超磁致伸缩材料可以用于制造磁头、传感器、滑块等磁场控制设备，还可以用于制造振动马达、振动传感器等振动设备。
3. 超磁致伸缩激振器的结构和工作原理超磁致伸缩激振器由超磁致伸缩材料和激振电路组成。
超磁致伸缩材料通常是一种复合材料，由磁性材料和非磁性材料混合而成。
当外磁场作用于超磁致伸缩材料时，磁性材料中的磁矩会发生定向，从而导致材料发生磁致伸缩效应。
激振电路通过施加交变电流来改变外磁场的方向和强度，从而实现对超磁致伸缩材料的激励。
当激振电流通过激振电路传递到超磁致伸缩材料时，材料会发生周期性的磁致伸缩效应，从而产生机械振动。
4. 超磁致伸缩激振器的建模与仿真为了研究超磁致伸缩激振器的性能特点，我们需要建立相应的数学模型，并进行仿真分析。
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》范文
《磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究》篇一一、引言磁致伸缩直线位移传感器是一种基于磁致伸缩效应的测量装置，其核心原理是利用磁性材料在磁场作用下的伸缩效应来测量位移。
这种传感器具有高精度、高稳定性、高可靠性等优点，在工业自动化、精密测量等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究磁致伸缩直线位移传感器中的弹性波机理，为优化传感器性能提供理论支持。
二、磁致伸缩效应及弹性波基本原理磁致伸缩效应是指磁性材料在磁场作用下发生尺寸变化的现象。
当磁场作用于磁性材料时，材料内部磁畴的排列发生变化，导致材料发生伸缩。
这种伸缩效应与材料的磁性能和弹性性能密切相关。
弹性波是物体在受到外力作用时产生的机械波。
在磁致伸缩直线位移传感器中，当磁场作用于磁性材料时，会产生弹性波。
这些弹性波在材料内部传播，并通过传感器内部的检测装置将位移信息转化为电信号，从而实现位移的测量。
三、磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究1. 传感器结构与工作原理磁致伸缩直线位移传感器主要由磁性材料、线圈、检测装置等部分组成。
当线圈中通入电流时，会产生磁场作用于磁性材料，使材料发生伸缩。
这种伸缩会引起弹性波的传播，并通过检测装置将位移信息转化为电信号。
2. 弹性波传播特性弹性波在磁性材料中的传播特性对传感器的性能具有重要影响。
研究表明，弹性波的传播速度、频率等特性与材料的弹性性能、磁场强度等因素密切相关。
通过对这些特性的研究，可以优化传感器的结构设计，提高传感器的测量精度和稳定性。
3. 传感器性能优化为了提高磁致伸缩直线位移传感器的性能，需要从多个方面进行优化。
首先，优化传感器的结构设计，使弹性波在材料中传播更加均匀、稳定。
其次，提高材料的磁性能和弹性性能，以增强磁致伸缩效应和弹性波的传播能力。
此外，还可以通过改进检测装置的设计和提高信号处理技术来提高传感器的测量精度和抗干扰能力。
四、实验研究与结果分析为了深入研究磁致伸缩直线位移传感器的弹性波机理，我们进行了相关实验。
超磁致伸缩材料的伸缩特性及其磁感应强度控制原理及方法的实现
磁致伸缩是相当复杂的现象 , 是满足自由能极 小条件的必然结果 。如果从磁畴唯象理论来分析 , 磁致伸缩现象是铁磁体内部的磁畴在外磁场的作用 下磁畴间的边界发生移动和磁畴内的磁矩发生旋转 的宏观结果 。而介质中的内应力和晶格之间的摩擦 是造成滞回和非线性的主要原因 。同时 , 由电磁学 可知 : 无论是电流强度还是磁场强度 ( H = n·I) , 都不能直接反映磁介质在磁场中磁学与力学之间的 联系 , 这也是铁磁性介质的磁致伸缩与磁场强度之 间不是单值函数的一个重要原因 。因此 , 在建立超 磁致伸缩材料的控制模型时 , 应选用与磁介质的磁 化状态存在直接联系的变量作为控制量 , 才能建立 与磁致伸缩量一一对应的关系[4 ] 。
以来主要用于制造超声波振子 。1972 年 , Clark 等 首先发现 Laves 相稀土 —铁化合物 RFe2 ( R 代表稀 土元素 Tb 、Dy 、Ho 、Er 、Sm 、Tm 等) 的磁致伸 缩在室温下是 Fe 、Ni 等传统磁致伸缩材料的 100 多倍 , 这种材料被称为超磁致伸缩材料 。超磁致伸 缩材料具有伸缩应变大 (λ= 800～1600 ×10 - 6) ,
B = μ0 H + J ≈ J 式 (10) 可变为
ΔL
≈
S
K·μ0
·B
2
(11)
因此在实际应用中 , 可采用测量超磁致伸缩材
料的磁感应强度来近似替代测量磁极化强度 , 对超
磁致伸缩材料的伸长量进行控制 。
图 2 是测量超磁致伸缩棒内的磁感应强度的原 理 。在导磁体与超磁致伸缩棒接触的截面上开了一
教育部高校博士点专项基金资助项目 (2000014109) 。 杨 兴 男 , 1974 年生 , 大连理工大学机械工程学院在读博士生 , 主要从事纳米技术 , 超精密加工及机电一体化方面的研究工作 , 1997 年 以来共发表论文 10 余篇 。 贾振元 男 , 1963 年生 , 大连理工大学机械工程学院副院长 , 工学博士 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事功能材料应用 、机电一体化 、快速 成型等方向的研究工作 , 发表论文 40 余篇 。
稀土超磁致伸缩超声振动强化系统的研制与试验研究的开题报告
稀土超磁致伸缩超声振动强化系统的研制与试验研究的开题报告【摘要】稀土超磁致伸缩超声振动强化系统是一种以稀土磁性材料为基础，利用声波通过磁致伸缩效应将能量传递给试样的强化系统。
该系统具有能够提高材料机械性能、改善材料表面质量、提高材料耐热、耐磨等性能的功能。
本文将对该系统的研制和试验研究进行介绍。
【关键词】稀土超磁致伸缩；超声振动强化系统；研制；试验研究。
一、研究背景随着科技的不断发展，材料科学领域也在不断地向前发展。
为了提高材料的性能和质量，科学家们不断地探索新的方法和技术。
超声振动强化技术是一种目前广泛应用于材料科学领域的技术之一，可以通过超声波的作用，使材料的微观结构发生改变，从而提高材料的性能。
然而，由于材料的缺陷往往是材料性能不足的主要原因，因此需要寻找一种可以有效消除材料缺陷的方法。
稀土超磁致伸缩材料是一种特殊的磁性材料，具有优异的磁性、热性能和振动机械性能，在材料科学领域中具有很大的应用潜力。
利用稀土超磁致伸缩材料和超声振动技术相结合，可以有效地消除材料缺陷、提高材料的性能和质量。
因此，本文将着重介绍稀土超磁致伸缩超声振动强化系统的研制和试验研究。
二、研究内容1. 稀土超磁致伸缩材料的性能研究稀土超磁致伸缩材料具有优异的磁性、热性能和振动机械性能，但是不同的稀土元素对材料性能的影响是不同的。
因此，需要对不同的稀土元素进行性能研究，为超声振动强化系统的研制提供基础数据。
2. 超声振动强化系统的设计和制造超声振动强化系统是由超声换能器、稀土超磁致伸缩材料和试样组成的。
需要对超声振动强化系统进行设计和制造，选择合适的超声换能器、稀土超磁致伸缩材料和试样。
3. 超声振动强化试验研究进行稀土超磁致伸缩超声振动强化试验，探究超声振动强化对材料性能的影响规律，分析材料缺陷消除的机制。
三、研究意义通过稀土超磁致伸缩超声振动强化系统的研制，可以有效地提高材料的性能和质量，特别是材料表面质量的改善、材料机械性能的提升、材料的耐热、耐磨等性能的改善。
《2024年超磁致伸缩微机械悬臂梁系统的理论研究》范文
《超磁致伸缩微机械悬臂梁系统的理论研究》篇一一、引言随着微机电系统（MEMS）技术的快速发展，超磁致伸缩微机械悬臂梁系统因其独特的性能和广泛的应用前景，逐渐成为研究热点。
超磁致伸缩材料（GMM）因其大的磁致伸缩效应和快速响应特性，为微机械系统的设计提供了新的可能性。
本文旨在深入探讨超磁致伸缩微机械悬臂梁系统的理论模型、性能分析以及潜在应用。
二、超磁致伸缩材料与微机械悬臂梁系统概述超磁致伸缩材料是一种具有大磁致伸缩系数的智能材料，其磁致伸缩效应远大于传统磁性材料。
微机械悬臂梁系统是一种常见的微机械结构，具有结构简单、制作成本低、灵敏度高等优点。
将超磁致伸缩材料应用于微机械悬臂梁系统，可以进一步提高系统的性能和灵敏度。
三、理论模型（一）材料模型超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应与其内部磁畴的排列有关。
因此，建立超磁致伸缩材料的本构关系模型是研究超磁致伸缩微机械悬臂梁系统的关键。
该模型应考虑材料的磁化过程、磁畴结构以及磁致伸缩效应等因素。
（二）悬臂梁模型悬臂梁模型是描述微机械系统动力学特性的重要工具。
在超磁致伸缩微机械悬臂梁系统中，悬臂梁的形状、尺寸、材料等参数均会影响其动力学特性。
因此，建立考虑超磁致伸缩材料特性的悬臂梁模型是研究系统性能的基础。
四、性能分析（一）静态性能分析在无外力作用时，超磁致伸缩微机械悬臂梁系统的静态性能主要取决于材料的本构关系和悬臂梁的几何尺寸。
通过分析材料的磁化过程和磁畴结构，可以得出系统在不同磁场下的静态变形情况。
（二）动态性能分析在动态激励下，超磁致伸缩微机械悬臂梁系统会产生振动响应。
通过建立系统的动力学方程，可以分析系统的固有频率、模态形状以及振动响应等动态性能。
此外，还需考虑系统的阻尼特性对动态性能的影响。
五、潜在应用（一）传感器应用由于超磁致伸缩微机械悬臂梁系统具有高灵敏度和快速响应特性，可将其应用于传感器领域。
例如，可将其用于检测磁场、压力、温度等物理量的变化，并实现高精度的测量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
逆 转 换 是 自 感 知 理 论 的 物 理 基 础 ’。 Ｇ ｒｉ 。 ａｃ ａ和
Ｊｎ ｓ 给 出 自感 知 的定 义为 ： ｏｅ “自感 知驱 动技术 就是 为
从 驱动器 中分 离 出敏 感 信 号所 采 取 的一 切 方 法 ， 敏 且 感 信号与 驱动器 控 制 信 号 是 相 互 独 立 的 ” 。对 于 同一 物性 的传感 器与 驱动器 本 来就 是 同一 种 效应 下 的 不 同 功能， 即传 感 器 与驱 动 器 所 应 用 的 效 应 互 为 逆 效 应 。
振
第 ２ 第 ３期 ９卷
动
与
冲
击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｉ Ｓ
超 磁 致 伸 缩 振 动 器 谐 振 频 率 自感 知 机 理 研 究
徐爱群 ，宋小文 ，胡树根
（ ．浙江大学 机械与能源工程学院 ， １ 杭州 ３０ ２ ； ．嘉兴学 院 机械工程 学系 ， １０ ７ ２ 嘉兴 ３４ ０ ） １０ １
点往往 会发 生 变化 ， 难 使 整 个 振 动 切 削 系统 实 现谐 很
现感 知 功 能 。若 利 用 超 磁 致 伸 缩 振 动 器 的 自感 知 功 能 ， 知 得到振 动 系统 的谐 振 频 率 ， 可实 现无 传 感 器 感 则 方式 的谐振 频率 自动 跟踪 。 自感 知 振 动器 有 如下 优越 性 ：１ （ ）从 设计安 装 角度看 ， 自感 知振 动 器作 为一 个器 件与 机械本 体集 成 ， 使被 控 制 对象 减 小体 积 ， 低重 可 降 量 ， 构 紧凑 ， 加设计 的 自由度 ， 低安 装难 度 。 （ ） 结 增 降 ２
会 产生 明显 的涡 流 损耗 ， 需要 对 棒 进 行 纵 向切 片叠 层
是 双 向可 逆 的 ， 即器 件 的敏 感 材 料 在工 作 环 境 下必 须 同时具有 正效 应 和 逆 效应 ， 常见 的可 逆 现 象 有 电 一磁 互 逆和机 一电互 逆 现 象 ， 能 器 能实 现 能量 的双 向可 换
从控 制角 度看 ， 自感 知 振 动 器 可 以 实 现 真 正 的 同位 控
振工作 ， 很有 必 要对 整个 切 削 系统 的谐 振 频 率 进 行 跟 踪 ， 证 系统输 出能量最 大 ¨ 。 目前 ， 以保 Ｊ 频率 跟踪 的方 式 有很 多 ，如 ：跟踪 系统 的最 大 电流 、 大 功率 、 最 相位 、 最大导 纳等 Ｊ 。若 能利 用 超 磁致 伸 缩 材料 的 自感 知 特 性来进 行振 动 系 统 的谐 振工 作 点 的检 测 与 跟 踪 ， 实 时调节超 磁致 伸 缩 振 动 器 激励 磁 场 的工 作 频 率 ， 之 使 等 于振动 系统 的谐 振频 率 ， 系统 的振 幅最 大 ， 而 可 则 从 以传递 出更 多的能量 。 自感 知是 以驱 动器 能实 现 双 向换 能为 基 础 的 ， 器
１ 超 磁 致伸 缩振 动器
超 磁致 伸缩 振动器 体 积 小 、 能量 密 度 高 、 作频 率 工 高及耦 合 系数大 ， 有利 于振 动 器 的宽 带 高效 率工 作 ， 可 应 用 于强力 、 高频 工作场 合 ， 磁 致 伸缩 振 动器 结 构如 超 图 １ 示 。超 磁 致 伸 缩 棒 长 度 取 决 于 系统 工 作 振 幅 、 所 速 度 和行程 的 要 求 ； 的 横 截 面 面 积取 决 于输 出力 的 棒 大小 ； 磁致 伸缩 材料 的 电阻 率较 低 ， 交变 的磁场 下 超 在
焊接 以及振 动 时效 处 理 等 ， 动 器 的主 要 类 型 有 电磁 振 式、 机械 式 、 压式及 超 磁致 伸 缩式 等 。在 振 动切 削 过 液 程 中一 般需 工作在谐 振 状态 ， 时 能量 转 换效 率 较 高 ， 此 但 振动切 削 系统 各 个 部 件 在 材料 、 造 等 方 面 存 在误 制 差， 单个 部件 的声学 误差 会 对整 个 组合 系 统产 生 影 响 ， 温度 、 载 以及 振动 系统 本 身 的机械 磨 损 等 因素 ， 负 谐振
关键词 ：振 动器 ； 谐振频率 ； 自感知 ； 自动跟踪 ； 超磁致伸缩
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ ４ ５ Ｐ ７ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
振 动器广 泛应 用于 工业 现 场 中 ， 振 动切 削 、 动 如 振
超磁 致伸 缩振 动器 中 ， 当能 量 由 电能转 换 为机 械 能 时 ， 可 实现驱 动功 能 ； 械能 转换 为 电能 时 ， 振 动器 可 实 机 则
件 要实现 自感 知 功 能 ， 敏 感 材 料 必 须对 能量 的转 换 其
制， 因为传 感 器 的测 试 点 和控 制 信 号 的 作 用 点 是 同一
点。（ ）从系统性能角度看 ， ３ 测量和控制综合考虑， 突 出了能量 流和信 息流 的集 成 ， 化 了系 统设 计 ， 优 由于 附 加 质 量 的 减 少 ， 统 响 应 速 度 加 快 ， 统 性 能 提频率处则其工作效率最高， 但南于受到负载、 温度等因素的影响， 其谐振频率往往会
发生漂移 ， 为了实现对振动系统１ 作频率的 自动调 节 ， 二 提高系统 的工作 效率 ， 出采用搜索振动 系统速度 阻抗 的方法 ， 提 在 无需安装检测谐振 频率传感器 的条件下 ， 实现振动 系统谐振工 作点 的 自感知 ， 并能快 速 、 方便 地 自动跟踪 系统的谐振频 率 。设计了超磁致伸缩振动器 ， 并给出了振动器机械阻抗 的表达式 ； 在分析超磁致伸缩材料磁 一机耦合关系的基础上 ， 建 立 了超磁致伸缩振 动系统 的速度 、 阻抗及所受外力 的 自感知模型 ； 在研制 的实验 系统上 ， 验证 了振 动系统谐振频率 自感知 方法 的可行性 与正确性 。