精密磁致伸缩致动器的动态非线性多场耦合建模

• 作者: 刘慧芳 单光坤 王汉玉 王洁
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 磁致伸缩致动器 非线性多场耦合模型 磁滞行为 涡流损失
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1128-1137
• 页数: 10页
• 分类号: TP271.2|TM274
• 字数: 4862字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20162405.1128

摘要

为提高超磁致伸缩致动器(GMA)的精度,描述其在动态和准静态环境下的复杂磁滞行为,设计了具有精密位移输出的GMA,建立了包含磁滞及涡流损失的动态非线性多场耦合模型.首先,采用模块化方法设计了GMA;然后,利用热力学理论和能量守恒定律,建立了超磁致伸缩材料非线性多场耦合本构模型;最后,通过分析材料非线性本构行为与系统结构动态行为间的耦合过程,提出了GMA的动态非线性多场耦合模型.实验分析了能量损失及预紧力对系统特性的影响规律.结果表明:预紧力可改善系统输出特性且存在最佳预紧状态;建立的模型能够较准确预测位移,平均相对误差约为4.5％.另外,随着频率增加,异常和涡流能量损失以及磁滞量会增大,磁滞行为源于磁畴不可逆运动过程中的能量损失.实验还显示:对于精密GMA系统,不能忽略高频涡流效应.建立的模型较准确地描述了动态及准静态环境下GMA的复杂磁滞行为,由于考虑了材料本构行为耦合和系统动态行为耦合,进一步提高了GMA系统的精度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	单光坤	沈阳工业大学机械工程学院	35	409	12.0	19.0
2	王洁	沈阳工业大学机械工程学院	31	223	7.0	14.0
3	刘慧芳	沈阳工业大学机械工程学院	25	54	4.0	6.0
4	王汉玉	沈阳工业大学机械工程学院	3	18	2.0	3.0