彎曲型超磁致伸縮執(zhí)行器溫度控制裝置設(shè)計及實驗.pdf

1、超磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Material，GMM)是一種新型智能材料，具有大行程、低壓驅(qū)動、大功率、大承載等優(yōu)點，在精密加工、主動降噪減振、流體控制、水聲換能器等領(lǐng)域具有很廣闊的應(yīng)用前景。本文中研究的彎曲型超磁致伸縮執(zhí)行器(Giant Magnetostrictive Actuators，GMA)是由激勵線圈驅(qū)動的，執(zhí)行器在大電流長時間工作下熱量聚積，內(nèi)部溫升會嚴(yán)重影響執(zhí)行器輸出。因而，超磁致伸縮執(zhí)

2、行器恒溫控制的意義極為重要。超磁致伸縮材料的伸縮系數(shù)及熱膨脹等，都與溫度有關(guān)。所以，工作溫度對超磁致伸縮材料十分重要，必須給超磁致伸縮材料提供恒定而且能夠精確調(diào)整的工作溫度。 超磁致伸縮執(zhí)行器中超磁致伸縮材料處在驅(qū)動線圈圍成的封閉型區(qū)域內(nèi)，因而其溫控較難實現(xiàn)。目前，解決方法可歸結(jié)為被動補(bǔ)償和主動溫控兩大類。被動補(bǔ)償方式主要有：軟件控制補(bǔ)償、熱膨脹抵消補(bǔ)償、柔性支撐機(jī)構(gòu)補(bǔ)償?shù)确椒āＶ鲃訙乜胤绞街饕ǎ喊雽?dǎo)體溫控、相變溫控、強(qiáng)制恒

3、溫水冷溫控等方法。其中被動補(bǔ)償法，不能應(yīng)用于彎曲型GMA執(zhí)行器。主動溫控方法中，半導(dǎo)體制冷溫控因制冷片的結(jié)構(gòu)局限性，致使僅能從GMA端部進(jìn)行控制，GMA內(nèi)部溫度難于保證；單純的強(qiáng)制水冷控制難度較大，動態(tài)不穩(wěn)定性難于消除；單純的相變溫控不能進(jìn)行長時間連續(xù)工作。 針對以上難題本文提出了基于彎曲型GMA的相變水冷組合溫控新方法。該方法使相變溫控和水冷溫控兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)，即突破了相變溫控的工作時長局限性，又消除了水冷溫控的動態(tài)不穩(wěn)定性。