超磁致伸缩驱动器设计准则的建立-浙江大学学报.PDF

维普资讯 第 11卷第 4期 J工ourna程lofE设ngin计eering学Desi报gn Vo1．11No．4 2004年 8月 Aug．2004 超磁致伸缩驱动器设计准则的建立 邬义杰 ，刘楚辉 (浙江大学 现代制造工程研究所。浙江 杭州 310027) 摘 要 ：在分析超磁致伸缩材料的工作特性、超磁致伸缩驱动器的基本结构与工作原理的基础上，给出了超磁致伸 缩驱动器的设计准则．在所提出的设计准则指导下 ，开发了用于振动主动控制的超磁致伸缩驱动器 ，并对其主要特 性参数进行 了测量．实验结果表明，该驱动器的输出性能达到了设计要求 。验证了该设计准则的有效性和实用性． 关键词 ：超磁致伸缩驱动器 ；磁致伸缩效应 ；设计准则 中图分类号 ：TP391 文献标识码 ：A 文章编号 ：1006—754X(2004)04—0187—05 Establishmentofdesigningrulesforgiant magnet0strictiVeactuators WU Yi—jie，LIU Chu—hui (InstituteofModernManufactureEngineering。ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：Thisarticlepresentssomebasicrulespfthedesign ofgiantmagnetostrictiveactuators onthebasisofanalysesofworkingcharacteristicsofgiantmagnetostrictivematerialsand basic structureandworkingmechanism ofactuatorsusingthesesmartmaterials．A giantmagnetostric— tiveactuatorisdesignedfortheactivevibration controlunderinstruction oftheserules，and its traitistested．Accordingtoexperimentresultstheactuatorworkedasthedesignobjectivere— quired，verifyingthevalidityandpracticabilityoftheserules． Keywords：giantmagnetostrictiveactuator；magnetostrictiveeffect；designrule Joule于 1842年首先发现 了Ni的磁致伸缩现 磁致伸缩材料大磁致伸缩和低频大功率的优点；而 象，但它 的应变量很小．1972年，Clark先是发现 磁路和结构设计的不合理则导致所设计的驱动器效 TbFe。，DyFe等二元稀土铁合金在室温和低磁场下 率低下．因此，研究超磁致伸缩驱动器的设计准则有 有很大的磁致伸缩系数 ；后来又发现三元稀土合金 助于它的研制和基于它的新型器件与系统的开发． 可获得更大 的磁致伸缩系数 ，其饱和磁致伸缩系数 达到 1O 数量级，磁机耦合系数 志。。大于0．6．这些 1 超磁 致伸缩驱动器 的基本结构 三元稀土系合金现在被称为超磁致伸缩材料 (giant magnetostrictivematerial，GMM)．超磁致伸缩材料 超磁致伸缩驱动器 的基本结构如 图 1所示 ，它 具有磁致伸缩应变大、机 电耦合系数高、响应速度快 包括超磁致伸缩棒、直流