伺服阀用超磁致伸缩驱动器的相变温控研究.pdfVIP

2014年7月 机床与液压 Ju1．2014 第42卷 第 13期 MACHINETOOL HYDRAULICS Vo1．42No．13 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．13．009 伺服阀用超磁致伸缩驱动器的相变温控研究 李兵华，曹树平，罗小辉 (华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074) 摘要：设计一种伺服阀用超磁致伸缩材料驱动器 (GMA)，采用相变材料对超磁致伸缩材料 (GMM)的温度进行控 制，理论分析了驱动器的热量来源及所填充的相变材料的潜热，并用ANSYS对驱动器的热特性进行研究 ，分析恒定电流下 相变材料对GMM棒温度变化的稳定作用。 关键词：超磁致伸缩材料；温度控制；相变材料；ANSYS仿真 中图分类号：TH137．53 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2014)13—036—4 ResearchonPhaseChangeTemperatureControltoGiantMagnetostrictive ActuatorUsed inServoValve LIBinghua，CAO Shuping，LUO Xiaohui (AcademicofMechanicalScienceandTechnology，HuazhongUniversityofScienceandTechnology， WuhanHubei430074，China) Abstract：Agiantmagnetostrictiveactuator(GMA)usedinsen，ovalvewasdesigned．Phasechangematerialswasusedtothe temperaturecontrolofgiantmagnetostrictivematerials(GMM)．Theheatsourceoftheactuatorandthelatentheatofphasechange materialsfilledinwereanalyzedtheoretically，andthethermalcharacteristicsoftheactuatorwasstudiedusingclassicalANSYS，then theeffectofphasechangematerialsonthestabilityoftheGMM rodtemperaturechangeunderconstantelectriccurrentwasanalyzed． Keywords：Giantmagnetostrictivematerials；Temperaturecontrol；Phasechangematerials；ANSYSsimulation 超磁致伸缩材料是 自20世纪70年代迅速发展起 定状态，此时固态和液态的相变材料共存 ；继续给相 来的新型功能材料，其尺寸伸缩可随外加磁场成 比例 变材料提供热量，直至完全融化 ，此时温度才继续上 变化，其磁致伸缩系数远大于传统的磁致伸缩材料， 升 ；当停止给相变材料加热时，相变材料开始凝固， 具有应变大、响应速度快、能量传输密度高和输出力 此时温度维持恒定，直至相变材料完全变成固体 ，温 大等优点…。经实验测试 ，采用 GMM 的驱动器控制 度才开始下降至室温。 精度小于0．1Ixm，频宽大于 1000Hz 。 GMM线性特性相对 比较差 ，尤其受温度影响 比 较显著。实验研究：温度每升高1c=【产生的热应变引 起的输 出微位移误差约为最大应变 的 10 。而 GMM一般通过导电线圈产生磁场实现伸长，其磁滞 时 同 和涡流损耗以及导电线圈都会产生热量，所以必须采 图1 相变材料随温度的变化