磁致伸縮式表面加工裝置輸出特性研究.pdf

1、磁致伸縮材料的發(fā)展已經(jīng)引起換能器應(yīng)用方面的迅速發(fā)展。在精密致動(dòng)方面，基于磁致伸縮材料設(shè)計(jì)并制作的表面加工裝置有著傳統(tǒng)方式和壓電振動(dòng)方式不具備的優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)磁致伸縮材料的性能和工作特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，利用有限元分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)出的表面加工裝置進(jìn)行了電磁場(chǎng)分析、壓磁—壓電比擬法分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，建立供電電路和測(cè)試系統(tǒng)并研究了其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)輸出特性，為磁致伸縮式表面加工裝置的設(shè)計(jì)與制作提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　首先，對(duì)磁致伸縮材料的

2、發(fā)展歷程和模具表面加工裝置發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。根據(jù)鋱鏑鐵（Terfenol-D）、鐵鎵（Galfenol）和壓電材料（PZT）工作性能的對(duì)比情況，選擇鐵鎵合金作為振動(dòng)端主要材料。簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外幾種加工方式的研究概況和存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上得出了本課題的選題意義及研究?jī)?nèi)容。
　　然后，對(duì)磁致伸縮機(jī)理和磁致伸縮材料的工作特性進(jìn)行了分析。利用有限元分析軟件建立振動(dòng)端的模型并對(duì)其靜態(tài)電磁場(chǎng)進(jìn)行仿真，確定振動(dòng)端工作在較合適磁場(chǎng)下。使用壓磁—壓

3、電比擬法對(duì)其形變進(jìn)行仿真，進(jìn)而對(duì)振動(dòng)端形變進(jìn)行定性分析。建立靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng)研究表面加工裝置徑向和縱向靜態(tài)輸出特性，將仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期。
　　最后，設(shè)計(jì)、仿真并制作了交流加直流混合通電電路，根據(jù)電路需要測(cè)量了振動(dòng)端單個(gè)通電線圈自感系數(shù)，建立了動(dòng)態(tài)輸出特性測(cè)試系統(tǒng)。制作的電路在不同頻率下匹配了不同的電容，使電流波形較為理想。在動(dòng)態(tài)分析與測(cè)試中，利用有限元軟件對(duì)振動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。在模態(tài)分析中提取前六階模態(tài)