论文摘要
以Terfeno1-D为代表的稀土超磁致伸缩材料作为一种新型高效磁（电）-机械（声）转换材料,性能远优于压电陶瓷等其他材料。这种材料具有大应变、高功率密度及高精度、快速响应和高可靠性等优点,被广泛应用于超磁致伸缩换能器。但是超磁致伸缩换能器在实际应用中涉及非线性振动、磁弹性动力学、精密机械加工等诸多学科的交叉,材料内部的磁滞回、涡流等非线性问题,是制约超磁致伸缩换能器理论研究和实际应用的关键技术难题。基于上述原因,本文展开了对超磁致伸缩材料非线性特性和用于车削加工的超磁致伸缩换能器磁弹性耦合问题的研究,为超磁致伸缩换能器在车削加工领域的应用提供了理论基础。本文主要研究内容如下：（1）超磁致伸缩换能器的外加磁场与输出位移存在着显著的磁滞非线性现象,导致磁滞非线性的主要原因是超磁致伸缩材料的非线性本构关系。以第一类非线性压磁方程和线性压磁方程作为边界条件,来研究超磁致伸缩棒的纵向振动,为换能器磁滞非线性的控制和换能器的设计分析奠定了理论基础。（2）根据预压弹簧的非线性特性,研究了弹簧的平方、立方的几何非线性；同时考虑材料本身的滞回非线性,引入滞回模型。综合考虑以上两种非线性,建立超磁致伸缩换能器的动力学模型,利用近似解析方法对动力学模型的非线性特性进行分析,并通过数值模拟的方法,确立影响换能器系统非线性特性的主要因素。（3）在车削加工条件下,分别考虑弹簧的几何非线性和材料的滞回非线性,建立了将磁致伸缩兄进行不同处理时的换能器动力学模型；利用数值的方法,讨论了各参数对响应输出的影响,并且对各种动力学模型进行了比较。（4）由于材料本身存在着滞回非线性,利用位移速度三次方滞回模型来模拟材料本身的滞回,建立换能器的双自由度滞回动力学模型,利用解析和数值的方法,求解此时的换能器输出响应,并讨论各参数对频响曲线的影响和单双自由度两种系统下响应输出的比较。
论文目录
相关论文文献
标签：超磁致伸缩换能器论文; 非线性磁滞回模型论文; 耦合磁弹性论文; 动力学模型论文; 非线性振动论文; 非线性压磁方程论文;