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2024年第4期西安轨道交通职业教育研究No.4,2024

（总第97期）XianRailTransitEducationSerialNo.97

VocationalResearch

超磁致伸缩作动器磁路设计与有限元分析

陈彦丰

（西安铁路职业技术学院陕西西安710026)

摘要：为优化超磁致伸缩作动器（CMA的工作特性，解决超磁致伸缩作动器的内部磁场强度与均匀度问题，提出

以超磁致伸缩棒（CMM）中心线上的磁感应强度、磁场强度大小与均匀性为指标作为磁回路优劣评价的标准。首

先从CMA的结构与工作原理为出发点，建立了CMA的等效磁路模型并对内部磁回路进行分析。其次结合麦克斯

韦电磁学基本理论，在ANSYS软件中建立了GMA的有限元模型。最后，通过对GMA开闭磁路、导磁体相对导磁

率和厚度对GMM棒的磁场影响进行仿真分析。研究结果表明，GMA磁路应设计闭合磁路，导磁体的相对导磁率

与GMM棒的导磁率相等且厚度为6mm时，其GMM棒上磁场均匀度更好。研究结果可为GMA的磁路设计与导

磁体厚度选择提供参考。

关键词：超磁致伸缩作动器；磁路；相对导磁率；有限元；均匀度

中图分类号：TP381文献标识码：A文章编号：SY011-(2024)04-0005-08

MagneticCircuitDesignandFiniteElementAnalysisofGiant

MagnetostrictiveActuator

ChenYanfeng

(XianRailwayVocationalandTechnicalInstitute,Xian,Shaanxi710026,China)

Abstract:Inordertooptimizetheworkingcharacteristicsofthegiantmagnetostrictiveactuator(GMA)andsolve

theproblemoftheinternalmagneticfieldstrengthanduniformityofthegiantmagnetostrictiveactuator,itispro-

posedtousethemagneticinductionintensityonthecenterlineofthegiantmagnetostrictiverod(GMM),Thein-

tensityanduniformityofthemagneticfieldareusedasindicatorstoevaluatethequalityofthemagneticcircuit.

First,startingfromthestructureandworkingprincipleofGMA,theequivalentmagneticcircuitmodelofGMAis

establishedandtheinternalmagneticcircuitisanalyzed.Secondly,combinedwiththebasictheoryofMaxwellse-

lectromagnetics,thefiniteelementmodelofGMAwasestablishedinANSYSsoftware.Finally,theinfluenceofthe

GMAopeningandcl