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稀土超磁致伸缩换能器的实验研究 被引量:2
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作者 李成英 陈雯秋 《辽宁工学院学报》 2002年第2期26-28,68,共4页
分析了超磁致伸缩材料静、动态特性 ,对自行设计的超磁致伸缩大功率换能器进行了试验研究 ,该装置具有功率大、适用频带宽。
关键词 实验研究 致伸缩 换能器 静态特性 动态特性
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超磁致伸缩换能器磁场强度建模与线圈优化分析
2
作者 闫洪波 张天辉 +2 位作者 马庆振 韩世发 刘怡雯 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期112-116,共5页
磁场强度是决定换能器性能的关键变量,为了提高超磁致伸缩换能器(GMA)的磁场强度和输出位移,本文提出了一种新型的弓张式发音振子结构,用COMSOL软件建立二维模型,得到超磁致伸缩材料(GMM)棒内部磁场分布情况。由于弓结构内部空间受限,... 磁场强度是决定换能器性能的关键变量,为了提高超磁致伸缩换能器(GMA)的磁场强度和输出位移,本文提出了一种新型的弓张式发音振子结构,用COMSOL软件建立二维模型,得到超磁致伸缩材料(GMM)棒内部磁场分布情况。由于弓结构内部空间受限,对激励线圈进行优化,讨论了导线经验模型、静态电阻和电感模型的适用性,建立了线圈的平均磁场模型,以线径为决策变量,计算了正弦响应下不同线径的振幅比和相位滞后。结果表明:该模型在计算电阻和电感时的相对误差分别小于5.3%和4.1%。在预测正弦响应时,计算振幅比的误差低于6.6%(在大多数条件下低于1.8%),计算滞后相位的误差低于3.4%。较宽的导线直径对提高磁场振幅有较大的帮助,但对磁场的相位滞后性影响很小。 展开更多
关键词 致伸缩换能器 场强度 平均场模型 线圈优化
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圆环型稀土超磁致伸缩超声频换能器 被引量:4
3
作者 贺西平 胡静 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第5期541-542,共2页
用有限元数值方法计算并研制了稀土超磁致伸缩圆环型超声频换能器。研究表明,可用既导磁又导电的稀土超磁致伸缩材料研制大功率换能器;在换能器的激励线圈外面,加上高导磁率闭合圆桶,有利于换能器耦合系数的提高;与频率为25.9 kHz的压... 用有限元数值方法计算并研制了稀土超磁致伸缩圆环型超声频换能器。研究表明,可用既导磁又导电的稀土超磁致伸缩材料研制大功率换能器;在换能器的激励线圈外面,加上高导磁率闭合圆桶,有利于换能器耦合系数的提高;与频率为25.9 kHz的压电陶瓷换能器相比,尺寸减小了1/3。实验测试与理论计算基本相符。 展开更多
关键词 致伸缩材料 声频 换能器 有限元方法
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窗型超磁致伸缩换能器的设计与试验研究
4
作者 王一凡 贺西平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期298-304,317,共8页
该研究研制了一种窗型结构(双棒结构)超磁致伸缩换能器。等效电路法设计了换能器,以输出端振幅最大、稀土棒内磁场均匀和棒内小峰值应力为目标,有限元方法优化了其结构尺寸,并仿真计算了阻抗圆、输出端振幅随激励电流变化的规律,以及工... 该研究研制了一种窗型结构(双棒结构)超磁致伸缩换能器。等效电路法设计了换能器,以输出端振幅最大、稀土棒内磁场均匀和棒内小峰值应力为目标,有限元方法优化了其结构尺寸,并仿真计算了阻抗圆、输出端振幅随激励电流变化的规律,以及工作频率点处温升与时间的关系。测试了换能器样品,结果表明:测试频率为19.64 kHz,设计值为19.45 kHz;1 A激励电流的位移振幅测试值为6.1μm,计算值为6.3μm;电声效率测试值为52.58%,计算值为41.51%;试验测试1 A电流工作15 min后温度升为45.5℃,仿真计算的温度升为47.8℃。试验测试与理论计算基本吻合。 展开更多
关键词 窗型结构 致伸缩换能器 等效电路 仿真计算 温升
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超磁致伸缩换能器驱动器设计 被引量:2
5
作者 张伟 刘铁鑫 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2007年第B08期102-105,共4页
稀土超磁致伸缩换能器是一种新型的可控震源。本论文针对稀土超磁致伸缩换能器并结合浅层地震勘探的特点,研制了稀土超磁致伸缩换能器驱动器。该驱动器由计算机PCI总线FPGA信号发射卡、IGBT驱动器、IGBT逆变器及电源组成。由该驱动器和... 稀土超磁致伸缩换能器是一种新型的可控震源。本论文针对稀土超磁致伸缩换能器并结合浅层地震勘探的特点,研制了稀土超磁致伸缩换能器驱动器。该驱动器由计算机PCI总线FPGA信号发射卡、IGBT驱动器、IGBT逆变器及电源组成。由该驱动器和稀土超磁致伸缩换能器组成震源系统,将其应用于浅层地震勘探模型试验中,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 稀土超磁致伸缩换能器 驱动器 浅层地震勘探 IGBT逆变器 PCI信号发射卡
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热声制冷机中磁致伸缩换能器设计及特性分析 被引量:1
6
作者 汪建新 宋春雨 +2 位作者 孟楠 范蒙洋 李昭钦 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期8-14,共7页
本文针对传统驱动方式热声制冷机效率低的问题,提出一种用磁致伸缩换能器驱动热声制冷机的设计方案。磁致伸缩换能器作为热声制冷机的驱动器,其输出特性对热声制冷机制冷效果至关重要。基于此对磁致伸缩换能器开展了从超磁致伸缩材料几... 本文针对传统驱动方式热声制冷机效率低的问题,提出一种用磁致伸缩换能器驱动热声制冷机的设计方案。磁致伸缩换能器作为热声制冷机的驱动器,其输出特性对热声制冷机制冷效果至关重要。基于此对磁致伸缩换能器开展了从超磁致伸缩材料几何参数、激励线圈最佳电磁转换效率和内部磁路3个方面的优化设计研究,最后对换能器输出特性进行了仿真分析。结果表明:在4.6 kHz时位移最大,输出位移达到63μm,满足驱动热声制冷机需求。 展开更多
关键词 致伸缩换能器 结构设计 有限元分析 输出特性
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稀土超磁致伸缩材料的研究 被引量:13
7
作者 黎文献 余琨 +2 位作者 谭敦强 马正青 陈鼎 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期64-67,共4页
以Tb Dy Fe合金系为主 ,对稀土超磁致伸缩材料的基本性能作了简要的介绍 ,并与其他磁、电致伸缩材料进行了对比。重点介绍了影响该系合金性能的主要因素和该类合金的制备方法 ,并叙述了超磁致伸缩材料研究的最新进展及进一步研究的方向。
关键词 致伸缩材料 稀土 Td-Dy-Fe合金 制备方法
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超磁致伸缩换能器磁路设计及优化 被引量:22
8
作者 李明范 项占琴 吕福在 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期192-196,共5页
为优化超磁致伸缩换能器的电磁性能,研究了线圈的几何尺寸和磁路元件的选择对换能器磁场特性和输出位移的影响,并进行了磁路损耗和气隙磁导分析.给出了合理的线圈结构参数,提出了在超磁致伸缩材料(GMM)棒两端安装高磁导率的软磁体和减少... 为优化超磁致伸缩换能器的电磁性能,研究了线圈的几何尺寸和磁路元件的选择对换能器磁场特性和输出位移的影响,并进行了磁路损耗和气隙磁导分析.给出了合理的线圈结构参数,提出了在超磁致伸缩材料(GMM)棒两端安装高磁导率的软磁体和减少GMM棒涡流损耗的设计方案,并忽略了气隙的影响.采用有限元方法仿真了不同磁路设计方案对换能器性能的影响,并进行了试验分析.结果表明,在GMM棒两端安装电工软铁能够提高工作磁场强度,减少磁通泄漏,增加换能器输出位移并降低驱动电流,改善换能器的发热情况,从而整体改善超磁致伸缩换能器的性能. 展开更多
关键词 致伸缩换能器 线圈 Terfenol—D
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Terfenol-D超磁致伸缩换能器的有限元模拟 被引量:20
9
作者 莫喜平 朱厚卿 +1 位作者 刘建国 崔政 《应用声学》 CSCD 北大核心 2000年第4期5-8,共4页
本文研究了利用ANSYS软件分析磁致伸缩换能器,使这一有限元分析软件能够用于TerfenolD换能器的分析设计。设计了14kHzTerfenol-D纵向技能器,计算结果与实验结果符合很好。
关键词 致伸缩换能器 设计 TERFENOL-D 有限元模拟
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超磁致伸缩超声换能器结构研究 被引量:10
10
作者 李鹏阳 刘强 +4 位作者 李伟 周玄 王李梦 王权岱 袁启龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期196-201,共6页
为了实现大功率、大振幅的超声振动输出,设计了一种新型的超磁致伸缩超声换能器,换能器的形状是一个窗形的结构,用ANSYS软件对设计的超磁致伸缩换能器进行动力学分析,验证了设计方法的有效性。采用ansoft Maxwell软件分别对窗形换能器... 为了实现大功率、大振幅的超声振动输出,设计了一种新型的超磁致伸缩超声换能器,换能器的形状是一个窗形的结构,用ANSYS软件对设计的超磁致伸缩换能器进行动力学分析,验证了设计方法的有效性。采用ansoft Maxwell软件分别对窗形换能器和棒形换能器进行了磁分析,发现窗形换能器的磁路是一个闭合的磁路,漏磁较少。分别对窗形换能器和棒形换能器的阻抗和振幅进行测量。结果表明,窗形换能器和棒形换能器的谐振频率基本一致,窗形换能器的阻抗比棒形换能器的阻抗要小很多,但是在相同的驱动电压下,窗形换能器的平均振幅大约是棒形换能器平均振幅的1.5倍。窗形换能器的阻抗小、结构紧促、输出振幅大,是未来超磁致伸缩换能器发展的新方向。 展开更多
关键词 致伸缩材料 换能器 窗形换能器 仿真分析
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稀土超磁致伸缩材料高速强力电磁阀的研究 被引量:24
11
作者 吕福在 项占琴 +1 位作者 戚宗军 程耀东 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期199-202,共4页
研究了稀土超磁致伸缩材料 ( Tb0 .2 7Dy0 .73 ) Fe1.9(商品名为 Terfenol-D)用于内燃机高速强力电磁阀的机构设计方法 ;建立了基于 Terfenol-D棒的高速强力电磁阀的动态响应特性模型 ;应用 PID调节方法和变结构控制方法对电磁阀位移特... 研究了稀土超磁致伸缩材料 ( Tb0 .2 7Dy0 .73 ) Fe1.9(商品名为 Terfenol-D)用于内燃机高速强力电磁阀的机构设计方法 ;建立了基于 Terfenol-D棒的高速强力电磁阀的动态响应特性模型 ;应用 PID调节方法和变结构控制方法对电磁阀位移特性进行了控制 ,分别建立了控制模型 ,对两种模型进行了分析、比较。建立的控制模型对基于 展开更多
关键词 稀土致伸缩材料 强力电 内燃机
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我国稀土超磁致伸缩材料的研究与应用现状 被引量:5
12
作者 何国 周寿增 +2 位作者 李建国 魏朋义 傅恒志 《材料导报》 EI CAS CSCD 1996年第5期12-17,共6页
概述了稀土超磁致伸缩材料的性能特点和应用领域,介绍了材料的制备方法和工艺特点,着重讨论了我国稀土超磁致伸缩材料成分、工艺的研究进展及应用现状。
关键词 稀土 致伸缩材料 区熔
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超磁致伸缩换能器系统动力学特性分析 被引量:4
13
作者 孙华刚 袁惠群 +1 位作者 贺威 李东 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期486-489,共4页
根据第一压磁理论建立超磁致伸缩换能器系统含有平方、立方项非线性动力学模型,利用非线性振动近似解析方法对换能器系统进行分析,揭示了换能器系统非线性特性。利用基于MAT-LAB/Simulink的系统仿真理论,建立换能器系统动态仿真模型,发... 根据第一压磁理论建立超磁致伸缩换能器系统含有平方、立方项非线性动力学模型,利用非线性振动近似解析方法对换能器系统进行分析,揭示了换能器系统非线性特性。利用基于MAT-LAB/Simulink的系统仿真理论,建立换能器系统动态仿真模型,发现换能器系统在一定参数下存在着混沌现象。通过数值模拟的方法对换能器系统做深入的理论分析,得出系统在不同参数下存在着倍周期、倒倍周期分岔等复杂非线性现象。本文的分析结果表明,超磁致伸缩材料的弹性模量、压磁系数、相对磁导率和系统阻尼系数等参数是超磁致伸缩换能器系统动力学特性的主要影响因素。 展开更多
关键词 理论 致伸缩换能器 动力学模型 非线性特性 动态仿真 混沌
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超磁致伸缩超声换能器的磁路优化设计 被引量:5
14
作者 刘强 李鹏阳 +2 位作者 许光耀 王权岱 杨明顺 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1639-1645,共7页
为了改善磁路环境,最大限度地降低超磁致伸缩超声换能器的发热,将磁路间隙作为研究对象,采用Maxwell有限元软件对磁路间隙与超磁致伸缩材料(GMM)棒的磁场强度的关系进行了分析,并通过实验对超声换能器的阻抗和振幅,以及GMM棒的温度进行... 为了改善磁路环境,最大限度地降低超磁致伸缩超声换能器的发热,将磁路间隙作为研究对象,采用Maxwell有限元软件对磁路间隙与超磁致伸缩材料(GMM)棒的磁场强度的关系进行了分析,并通过实验对超声换能器的阻抗和振幅,以及GMM棒的温度进行了测量。结果表明:随着磁路间隙的增大,GMM棒的磁场强度和磁场均匀度减小;随着导磁圆筒槽宽的增大,超声换能器的谐振频率基本一致,GMM棒的温度减小。当导磁圆筒的槽宽约为6 mm时,该GMM棒的磁场均匀度最高,机械品质因数最大,这对超磁致伸缩超声换能器的优化设计具有重要的意义。 展开更多
关键词 致伸缩材料(GMM) 换能器 路优化 场均匀度 场强度
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稀土超磁致伸缩材料应力与电磁耦合特性的实验研究 被引量:17
15
作者 袁惠群 李成英 周卓 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2000年第1期27-30,共4页
讨论了稀土超磁致伸缩棒特性实验的若干应力与电磁耦合问题,利用自己设计制作的实验装置建立了应力电磁耦合系统的物理模型,应用阻抗分析方法得到了相应的等效电路.测定了在电磁场与应力场共同作用下TbxDy(1-x)Fe2-z三... 讨论了稀土超磁致伸缩棒特性实验的若干应力与电磁耦合问题,利用自己设计制作的实验装置建立了应力电磁耦合系统的物理模型,应用阻抗分析方法得到了相应的等效电路.测定了在电磁场与应力场共同作用下TbxDy(1-x)Fe2-z三元稀土合金超磁致伸缩棒的磁致伸缩系数、机电耦合系数等.针对磁通泄漏问题,专门设计制作了圆柱型硅钢密闭磁路.本文的实验结果为稀土超磁致伸缩材料应用器件提供了重要而准确的数据. 展开更多
关键词 稀土致伸缩材料 应力 耦合 实验
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稀土超磁致伸缩材料、应用与器件 被引量:10
16
作者 王博文 闫荣格 《河北工业大学学报》 CAS 2004年第2期16-22,共7页
介绍了稀土铁超磁致伸缩材料的磁致伸缩性能和应用该材料研制的器件.利用磁致伸缩材料的磁致伸缩大、能量密度高、反应速度快等特点,研制了具有尺寸小、位移量大、精度高的致动器,用于精密加工中位移的进给、异型零件的加工和精密阀门... 介绍了稀土铁超磁致伸缩材料的磁致伸缩性能和应用该材料研制的器件.利用磁致伸缩材料的磁致伸缩大、能量密度高、反应速度快等特点,研制了具有尺寸小、位移量大、精度高的致动器,用于精密加工中位移的进给、异型零件的加工和精密阀门的控制等领域.研究和开发超磁致伸缩材料和器件,对于促进机电一体化、微电子、纳米技术等的发展具有重要意义. 展开更多
关键词 稀土 致伸缩材料 应用 器件 致动器
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超磁致伸缩换能器的声辐射特性 被引量:2
17
作者 袁惠群 李鹤 +1 位作者 孙华刚 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期273-276,共4页
对超磁致伸缩大功率换能器的声辐射振动特性进行了理论分析与实验研究,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统·以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型·... 对超磁致伸缩大功率换能器的声辐射振动特性进行了理论分析与实验研究,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统·以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型·对指数形变幅杆的设计进行了理论分析和讨论,着重计算与设计了相关的振速分布、应力分布、振幅放大系数及节面位置等参数,测试中发现超磁致伸缩换能器频率范围较宽·试验得到了影响换能器发射声波主频率和最大振幅的若干参数·提高换能器的电声转换效率,增大换能器的发射功率的有效途径是选择合理辐射面质量和配重质量之间的比值,使能量流向辐射面一侧·所得结果可以为进一步优化超磁致伸缩换能器提供设计参考· 展开更多
关键词 致伸缩材料 换能器 指数形变幅杆 声辐射 动态特性
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稀土超磁致伸缩材料电磁参数的实验研究 被引量:9
18
作者 杨李色 李成英 +1 位作者 袁惠群 周卓 《辽宁工学院学报》 1999年第1期14-18,66,共6页
利用自制的稀土超磁致伸缩参数实验装置对采用独特工业化工艺技术生产的TbDyFe三元稀土合金超磁致伸缩棒的磁致伸缩系数和机电耦合系数等电磁参数进行了实验测定,讨论了磁电耦合作用对磁致伸缩系数和机电耦合系数的影响,所得结... 利用自制的稀土超磁致伸缩参数实验装置对采用独特工业化工艺技术生产的TbDyFe三元稀土合金超磁致伸缩棒的磁致伸缩系数和机电耦合系数等电磁参数进行了实验测定,讨论了磁电耦合作用对磁致伸缩系数和机电耦合系数的影响,所得结果为超磁致伸缩材料应用器件提供了重要设计依据。 展开更多
关键词 致伸缩材料 致伸缩系数 稀土合金
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稀土超磁致伸缩材料的应用 被引量:32
19
作者 朱厚卿 《应用声学》 CSCD 北大核心 1998年第5期3-10,共8页
本文重点介绍稀土超磁致伸缩材料在声学方面,特别是在水声换能器方面的应用。
关键词 致伸缩材料 水声换能器 执行器 稀土铁合金
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超磁致伸缩换能器的磁滞非线性动力学仿真 被引量:2
20
作者 袁惠群 孙华刚 +1 位作者 李东 李岩 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2009年第3期35-38,共4页
在超磁致伸缩材料输出端位移假设的基础上,建立了以输出顶杆为研究对象、考虑材料内部磁滞非线性及预压弹簧特性的超磁致伸缩换能器非线性动力学模型;并将Simulink仿真系统应用到超磁致伸缩换能器系统动力学仿真中.仿真结果表明:换能器... 在超磁致伸缩材料输出端位移假设的基础上,建立了以输出顶杆为研究对象、考虑材料内部磁滞非线性及预压弹簧特性的超磁致伸缩换能器非线性动力学模型;并将Simulink仿真系统应用到超磁致伸缩换能器系统动力学仿真中.仿真结果表明:换能器模型系统为稳定周期运动系统,并具有滞回非线性特性;弹簧非线性项中的平方项是影响换能器模型系统的主要因素.经验证,数值计算结果与文献给出的试验测试结果吻合较好. 展开更多
关键词 滞非线性 致伸缩换能器 动力学模型 SIMULINK仿真
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