基于GMM轉(zhuǎn)換器直動式電液伺服閥的機理研究.pdf

1、流體傳動與控制領(lǐng)域中，利用新型功能材料研制高性能的驅(qū)動與控制元件，一直是國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點。超磁致伸縮材料(GMM)作為一種新型的高科技功能材料，具有響應(yīng)速度快、磁致伸縮應(yīng)變大、輸出力大等諸多優(yōu)異性能，在流體元件中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究尤為引入矚目。
　　本文基于超磁致伸縮材料，提出了一種自動熱補償式電液伺服閥用GMM轉(zhuǎn)換器，對其進行了理論分析，建立了其靜動態(tài)數(shù)學(xué)模型和AMESim仿真模型，仿真結(jié)果表明自動熱補償式GMM轉(zhuǎn)換器具有響應(yīng)快

2、、輸出位移和輸出力大等特點，其階躍響應(yīng)上升時間僅為0.25ms，輸出位移為85.4μm，輸出力達到991N。
　　以上述自動熱補償式GMM轉(zhuǎn)換器為基礎(chǔ)，以提高直動式伺服閥的響應(yīng)速度、頻寬等為目標(biāo)，提出了基于自動熱補償式GMM轉(zhuǎn)換器的直動式電液伺服閥。采用理論分析、靜動態(tài)仿真分析、有限元分析和流場仿真分析相結(jié)合的方法，對其總體結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)以及各項參數(shù)等進行了深入的分析和研究，得出了影響其性能的主要因素，得到了各結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)對其靜、動態(tài)特性的影響規(guī)律以及內(nèi)部流場的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明，合理選擇閥口遮蓋量、徑向間隙、節(jié)流邊圓角等可以提高GMM伺服閥的靜態(tài)特性;合理選擇供油壓力、徑向間隙、等效質(zhì)量、等效阻尼系數(shù)等可以提高GMM伺服閥的動態(tài)特性;GMM伺服閥在10MPa供油壓力下，輸出流量為6.02L/min，階躍響應(yīng)上升時間為0.7ms，穩(wěn)態(tài)調(diào)整時間為1.2ms，頻寬為765Hz。
　　可見，與傳統(tǒng)的直動式電液伺服閥相比，基于GMM轉(zhuǎn)換器的直動式電液