超磁致伸缩驱动器磁滞非线性动力学研究

• 作者: 郝宏波 闫洪波 高鸿
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 超磁致伸缩驱动器 磁滞非线性 动力学模型 主共振 数值仿真
• 年，卷（期）: 2020,（15）
• 所属期刊栏目: 机械动力学
• 页码范围: 207-217
• 页数: 11页
• 分类号: O332
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2020.15.207

摘要

超磁致伸缩驱动器(Giant magnetostrictive actuator,GMA)输入电流与输出位移之间存在着磁滞非线性关系.为精确控制GMA输出位移的稳定性,通过分析GMA的工作原理,基于非线性压磁方程、Jiles-Atherton(J-A)磁滞非线性模型、二次畴转模型和GMA结构动力学原理,建立了GMA磁滞非线性动力学系统的方程;应用多尺度法分析该系统的主共振,得到该系统幅频响应曲线方程;使用Matlab数值仿真分析GMA系统中不同等效阻尼系数、激励磁场强度、预应力、三次刚度项系数与输出响应幅值之间映射规律;通过改变激振力参数值的大小,绘制GMA系统的时域波形、相轨迹图、Poincaré图和幅值谱图,采用4阶Runge-Kutta法求解并绘制GMA系统的响应随激振力变化分岔图.研究结果表明:在给定GMA参数的条件下,在碟簧和激励线圈的作用下,GMA具有“跳跃”和磁滞现象;GMA系统在一定参数下存在着混沌现象.