超磁致伸缩薄膜转换器及其在微流体元件中的应用 被引量：3

1

作者 王传礼 丁凡 张凯军 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期72-75,共4页

在介绍超磁致伸缩材料特性的基础上 ,分析了超磁致伸缩薄膜转换器的结构原理和性能特点 ,着重阐述了超磁致伸缩薄膜转换器在微流体元件 (如微流体泵和阀等 )中的应用并总结了超磁致伸缩薄膜微转换器的最新研究成果及应用研究现状。分析... 在介绍超磁致伸缩材料特性的基础上 ,分析了超磁致伸缩薄膜转换器的结构原理和性能特点 ,着重阐述了超磁致伸缩薄膜转换器在微流体元件 (如微流体泵和阀等 )中的应用并总结了超磁致伸缩薄膜微转换器的最新研究成果及应用研究现状。分析结果表明 :该类材料具有磁致伸缩应变大 ,非接触驱动 ,结构简单 ,响应快和精度高等优点 ,它的出现为微流体元件的驱动提供了一个更新更有效的方法 ,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 超磁致伸缩薄膜转换器 微流体元件 微流体泵 微执行器 微机电系统

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超磁致伸缩电—机械转换器模型分析 被引量：16

2

作者 夏春林 丁凡 路甬祥 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期1288-1291,共4页

讨论超磁致伸缩电—机械转换器集中参数机电模型及滞回特性模型建模方法。建立的超磁致伸缩电 -机械转换器集中参数模型在中低频段能反映其动态行为 ,滞回特性模型能有效描述电—机械转换器的电流—位移滞回关系。仿真结果与实验特性能... 讨论超磁致伸缩电—机械转换器集中参数机电模型及滞回特性模型建模方法。建立的超磁致伸缩电 -机械转换器集中参数模型在中低频段能反映其动态行为 ,滞回特性模型能有效描述电—机械转换器的电流—位移滞回关系。仿真结果与实验特性能很好地吻合 ,表明提出的 2种模型是有效的。 展开更多

关键词 超磁致伸缩 转换器 集中参数模型 滞回特性 GMA

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超磁致伸缩电─机械转换器热变形补偿试验研究 被引量：19

3

作者 夏春林 丁凡 陶国良 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期563-565,共3页

介绍了为克服超磁致伸缩电─机械转换器热形变输出而研制的可微调的热变形补偿机构的结构、理论分析和试验结果。结果表明，提出的补偿机构能有效地补偿GMM棒的热变形，提高了GMA的位移输出特性。

关键词 超磁致伸缩材料 电-机械转换器 热变形 补偿

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稀土超磁致伸缩转换器的动态特性仿真研究 被引量：16

4

作者 王传礼 丁凡 张凯军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第3期379-381,共3页

超磁致伸缩材料(GMM)是一种新型的功能材料,具有应变大,响应速度快,能量传输密度高和输出力大等特点。本文阐述了利用国产超磁致伸缩材料研制的电—机械转换器结构,工作原理,建立了其动态特性模型,利用MATLAB中的SIMULINK构建了仿真模... 超磁致伸缩材料(GMM)是一种新型的功能材料,具有应变大,响应速度快,能量传输密度高和输出力大等特点。本文阐述了利用国产超磁致伸缩材料研制的电—机械转换器结构,工作原理,建立了其动态特性模型,利用MATLAB中的SIMULINK构建了仿真模型并对其动态特性进行了仿真研究。仿真结果与实验结论虽有差异但基本吻合。 展开更多

关键词 超磁致伸缩 动态特性 仿真 电-机械转换器

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超磁致伸缩伺服阀用电-机转换器传热及热误差分析 被引量：8

5

作者 李跃松 朱玉川 +2 位作者 吴洪涛 杨旭磊 纪良 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期343-350,共8页

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了... 提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1 A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1 m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电-机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1 m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。 展开更多

关键词 伺服阀 超磁致伸缩电-机转换器精度 稳态导热

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基于超磁致伸缩转换器的流体控制阀及其技术 被引量：17

6

作者 王传礼 丁凡 张凯军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期164-167,共4页

介绍了超磁致伸缩材料在流体控制阀中的应用研究现状 ,详细分析了使用 GMA时要解决的热补偿、微位移放大和非线性控制等几项关键技术。提出了两种基于

关键词 超磁致伸缩转换器 流体控制阀 热补偿 微位移放大 非线性控制 两级电液伺服阀

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基于超磁致伸缩材料新型转换器的仿真研究 被引量：4

7

作者 朱玉川 马大为 +2 位作者 乐贵高 王传礼 许贤良 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期20-23,共4页

超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料具有应变大,输出力大,响应速度快,能量转换效率高等特点。利用超磁致伸缩材料研制了一种取代两级传统电液伺服阀力矩马达的新型电-机转换器,并建立了其数学模型及MATLAB仿真模型,通过仿真结果分析表... 超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料具有应变大,输出力大,响应速度快,能量转换效率高等特点。利用超磁致伸缩材料研制了一种取代两级传统电液伺服阀力矩马达的新型电-机转换器,并建立了其数学模型及MATLAB仿真模型,通过仿真结果分析表明该转换器较传统力矩马达具有高频响、高响应等显著优点。 展开更多

关键词 超磁致伸缩材料 转换器 仿真 频宽

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伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的数值计算 被引量：6

8

作者 王传礼 丁凡 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1082-1086,共5页

介绍了利用国产超磁致伸缩材料(GMM)的电-机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强... 介绍了利用国产超磁致伸缩材料(GMM)的电-机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强度沿轴线的变化规律。实测了GMA不同输入电流时的磁感应强度,与有限元计算结果对比分析可以看出,两者虽有差异但基本相同,还论证了数学模型的正确性。研究结果对GMA磁场分布规律的预测及结构优化设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 流体传动与控制 超磁致伸缩 电-机械转换器 有限元 磁场

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超磁致伸缩材料转换器喷嘴挡板伺服阀的热变形补偿研究 被引量：3

9

作者 于宗保 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期396-400,共5页

介绍了GMM(超磁致伸缩材料)转换器热变形抑制的常用两种方法:冷却和补偿方法,分析了GMM转换器及喷嘴挡板阀的结构组成和工作原理.针对伺服阀用GMM转换器的具体特点,提出了一种新型的热变形补偿机构.构建了基于GMM转换器喷嘴挡板阀的控... 介绍了GMM(超磁致伸缩材料)转换器热变形抑制的常用两种方法:冷却和补偿方法,分析了GMM转换器及喷嘴挡板阀的结构组成和工作原理.针对伺服阀用GMM转换器的具体特点,提出了一种新型的热变形补偿机构.构建了基于GMM转换器喷嘴挡板阀的控制压力测试系统,研究了基于GMM转换器的喷嘴挡板阀补偿机构的有效性和实用性.结果表明,提出的补偿机构能有效地补偿GMM棒的热变形,提高了GMM转换器喷嘴挡板阀控制压力的输出精度. 展开更多

关键词 超磁致伸缩转换器 伺服阀 热变形补偿

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电液伺服阀用超磁致伸缩转换器的建模与动态仿真研究

10

作者 吴晓磊 周禾清 +1 位作者 黄宇 王传礼 《机床与液压》 北大核心 2013年第1期128-130,共3页

介绍电液伺服阀用超磁致伸缩转换器(GMA)的结构和工作原理;在建立转换器数学模型的基础上,构建转换器的AMESim仿真模型,分析阻尼系数、等效质量、驱动频率和GMM棒刚度系数等不同参数对转换器动态特性和输出位移的影响。仿真结果表明:增... 介绍电液伺服阀用超磁致伸缩转换器(GMA)的结构和工作原理;在建立转换器数学模型的基础上,构建转换器的AMESim仿真模型,分析阻尼系数、等效质量、驱动频率和GMM棒刚度系数等不同参数对转换器动态特性和输出位移的影响。仿真结果表明:增大阻尼系数,减小等效质量,可以提高转换器的动态特性;减小驱动频率和GMM棒刚度系数,可以增加转换器的输出位移。仿真结果为电液伺服阀用超磁致伸缩转换器的结构参数优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 超磁致伸缩 转换器 电液伺服阀 动态特性 仿真

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超磁致伸缩电—机械转换器研制及其电磁场的有限差分法研究

11

作者 张凯军 王传礼 丁凡 《机械设计与制造》 2002年第6期89-90,共2页

利用有限差分法求解GMA二维电磁场问题,在超磁致伸缩电—机械转换器结构研制的基础上,结合有限差分法计算原理及应用问题对GMA的电磁场进行数值计算。研究结果表明:用有限差分法进行GMA的磁场分析可以获得较精确的磁场分布,为GMA的结构... 利用有限差分法求解GMA二维电磁场问题,在超磁致伸缩电—机械转换器结构研制的基础上,结合有限差分法计算原理及应用问题对GMA的电磁场进行数值计算。研究结果表明:用有限差分法进行GMA的磁场分析可以获得较精确的磁场分布,为GMA的结构优化和理论分析奠定基础。 展开更多

关键词 电-机械转换器 超磁致伸缩 有限差分法 GMA 数值计算

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超磁致伸缩薄膜材料及其应用 被引量：18

12

作者 谢海涛 斯永敏 +1 位作者 杨德明 刘希从 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第S1期266-270,共5页

超磁致伸缩薄膜是一种应用于微型机电系统及传感器的新型材料 ,它具有很高的机电耦合系数、较高的响应速度以及非接触式驱动等优点。对磁致伸缩薄膜的研究现状进行了综述 ,介绍了磁致伸缩薄膜的制备方法 ,性能特征及应用前景。

关键词 超磁致伸缩 薄膜 材料

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薄膜型超磁致伸缩微执行器的研究现状 被引量：9

13

作者 贾振元 武丹 +2 位作者 杨兴 郭东明 郭丽莎 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2000年第3期157-159,167,共4页

超磁致伸缩薄膜是一种性能优良的新型微驱动元件 ,文章介绍了超磁致伸缩薄膜驱动的原理 ,综述了薄膜型超磁致伸缩微执行器的开发和最新研究成果 ,重点介绍了薄膜型超磁致伸缩微执行器在微流体控制系统、线性超声微马达及微小型行走机械... 超磁致伸缩薄膜是一种性能优良的新型微驱动元件 ,文章介绍了超磁致伸缩薄膜驱动的原理 ,综述了薄膜型超磁致伸缩微执行器的开发和最新研究成果 ,重点介绍了薄膜型超磁致伸缩微执行器在微流体控制系统、线性超声微马达及微小型行走机械中的应用 ,并对超磁致伸缩薄膜在微执行器中的应用进行了展望。 展开更多

关键词 超磁致伸缩 微执行器 薄膜 微型机电系统

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TbDyFe超磁致伸缩薄膜的低场磁敏特性 被引量：9

14

作者 万红 李再轲 +1 位作者 邱轶 斯永敏 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期37-41,共5页

采用磁控溅射法制备了TbDyFe超磁致伸缩非晶薄膜,研究了真空热处理退火及软磁性Fe薄膜的交换耦合作用对TbDyFe超磁致伸缩的低场磁致伸缩性能的影响。研究结果表明:真空退火处理通过改善薄膜的微结构及应力状态,有效地提高薄膜了的低场... 采用磁控溅射法制备了TbDyFe超磁致伸缩非晶薄膜,研究了真空热处理退火及软磁性Fe薄膜的交换耦合作用对TbDyFe超磁致伸缩的低场磁致伸缩性能的影响。研究结果表明:真空退火处理通过改善薄膜的微结构及应力状态,有效地提高薄膜了的低场磁敏性能;易磁化方向平行于膜面的软磁Fe膜的复合,使薄膜平行于膜面的易磁化性能大大提高,复合薄膜的强制磁致伸缩系数(dλ/dH)提高3倍以上。单层薄膜厚度越小,交换作用越强,低场磁致伸缩性能越好;当薄膜厚度大于交互作用距离、薄膜的总厚度不变时,单层薄膜的厚度变化对复合薄膜的磁致伸缩性能没有影响。 展开更多

关键词 TbDyFe薄膜 超磁致伸缩 磁控溅射 磁性复合 真空热处理

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超磁致伸缩薄膜悬臂梁静力学分析 被引量：3

15

作者 王福吉 刘巍 +2 位作者 贾振元 刘慧芳 赵显嵩 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期346-350,共5页

静力学特性是超磁致伸缩薄膜(giant magnetostrictive thin film,GMF)的重要特性,对其进行准确的分析是应用GMF的基础.结合材料力学的相关理论,求解了不同尺寸、不同基底材料GMF双层悬臂梁的中性轴和等效惯性矩;将双层GMF悬臂梁的磁致... 静力学特性是超磁致伸缩薄膜(giant magnetostrictive thin film,GMF)的重要特性,对其进行准确的分析是应用GMF的基础.结合材料力学的相关理论,求解了不同尺寸、不同基底材料GMF双层悬臂梁的中性轴和等效惯性矩;将双层GMF悬臂梁的磁致伸缩作用等效为分布弯矩作用,建立了静态磁致伸缩过程中薄膜悬臂梁的挠曲线方程.采用悬臂梁式GMF进行变形特性的实验研究,证实了挠曲线方程的正确性,同时表明磁致伸缩过程中薄膜的磁学量与力学量呈一定的线性关系,为动态磁致伸缩效应的进一步分析研究奠定了理论基础. 展开更多

关键词 超磁致伸缩薄膜 悬臂梁 挠曲线方程 静力学特性

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超磁致伸缩薄膜/光纤的制备及其磁探测性能 被引量：4

16

作者 刘吉延 斯永敏 +2 位作者 刘阳 李智忠 胡永明 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期18-21,共4页

采用磁控溅射工艺在光纤表面制备了厚度均匀的TbDyFe超磁致伸缩薄膜。利用马赫 曾德尔干涉仪对TbDyFe超磁致伸缩薄膜/光纤传感器的磁探测性能进行了实验测试。结果表明:在调制频率f=1kHz附近,传感器对磁场具有最大的信号响应;在恒定直... 采用磁控溅射工艺在光纤表面制备了厚度均匀的TbDyFe超磁致伸缩薄膜。利用马赫 曾德尔干涉仪对TbDyFe超磁致伸缩薄膜/光纤传感器的磁探测性能进行了实验测试。结果表明:在调制频率f=1kHz附近,传感器对磁场具有最大的信号响应;在恒定直流磁场及调制磁场强度小于1kA/m的条件下,输出信号大小随调制磁场强度线性增加;在35～50kA/m的直流磁场范围内,传感器(对应1m长传感臂)可探测的最小磁场变化Hmin=8.6×10-2A/m,若采用分辨力为10-6rad的干涉仪并增加镀膜光纤的长度和薄膜厚度,则可进一步提高传感器的磁探测灵敏度。 展开更多

关键词 磁控溅射 光纤传感器 超磁致伸缩薄膜 马赫-曾德尔干涉仪

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超磁致伸缩薄膜磁致伸缩耦合机理的有限元分析 被引量：1

17

作者 王福吉 贾振元 +2 位作者 刘巍 张永顺 郭东明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第18期1654-1658,共5页

从微观能量角度分析了超磁致伸缩薄膜的磁致伸缩机理,建立了超磁致伸缩薄膜的非线性强磁—机械耦合模型。设计了简支梁式超磁致伸缩薄膜的驱动磁场并对其进行实验研究。通过Ansys有限元分析软件对简支梁式超磁致伸缩薄膜驱动模型进行了... 从微观能量角度分析了超磁致伸缩薄膜的磁致伸缩机理,建立了超磁致伸缩薄膜的非线性强磁—机械耦合模型。设计了简支梁式超磁致伸缩薄膜的驱动磁场并对其进行实验研究。通过Ansys有限元分析软件对简支梁式超磁致伸缩薄膜驱动模型进行了模拟分析,最终得到的薄膜的内部磁场分布结构及固有频率。结果表明,采用椭圆积分法得到薄膜内部磁场分布的数学模拟计算结果与有限元仿真结果基本一致。 展开更多

关键词 超磁致伸缩 薄膜 耦合模型 模拟计算

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超磁致伸缩双面薄膜的动态驱动模型 被引量：1

18

作者 张永顺 许良 +1 位作者 张林燕 贾振元 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1773-1777,共5页

提出了一种悬臂梁结构磁致伸缩双面薄膜动态驱动模型.以磁致伸缩双面薄膜复合梁的等效形变为基础,将磁致伸缩驱动应力转换为外等效扰动力矩,依据受迫振动理论来研究磁致伸缩薄膜的动态特性.试验结果表明,修正后的模型可以描述双面磁致... 提出了一种悬臂梁结构磁致伸缩双面薄膜动态驱动模型.以磁致伸缩双面薄膜复合梁的等效形变为基础,将磁致伸缩驱动应力转换为外等效扰动力矩,依据受迫振动理论来研究磁致伸缩薄膜的动态特性.试验结果表明,修正后的模型可以描述双面磁致伸缩薄膜在同一驱动频率下的动态特性. 展开更多

关键词 超磁致伸缩双面薄膜 等效扰动力矩 动态驱动模型 动态特性

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超磁致伸缩薄膜耦合特性驱动磁场的设计方法 被引量：1

19

作者 王福吉 周白杨 +1 位作者 刘巍 全芳瑶 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期90-93,共4页

针对超磁致伸缩薄膜对驱动磁场的要求,设计了一种能产生高均匀度、高强度磁场的赫姆霍茨线圈,并对该线圈的尺寸结构进行了优化设计,同时对磁场轴向和径向的均匀度进行了理论计算和ANSYS仿真。实验验证了该线圈提供的驱动磁场具有很高的... 针对超磁致伸缩薄膜对驱动磁场的要求,设计了一种能产生高均匀度、高强度磁场的赫姆霍茨线圈,并对该线圈的尺寸结构进行了优化设计,同时对磁场轴向和径向的均匀度进行了理论计算和ANSYS仿真。实验验证了该线圈提供的驱动磁场具有很高的均匀度和足够的强度。在此基础上进一步探索性地研究了薄膜内部磁场的动态特性。 展开更多

关键词 超磁致伸缩薄膜 赫姆霍茨线圈 驱动磁场 动态响应

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稀土超磁致伸缩薄膜的研究进展 被引量：1

20

作者 王伟 宓一鸣 +1 位作者 钱士强 周细应 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第24期81-85,共5页

概述了薄膜的制备工艺以及提高低磁场磁致伸缩性能方面的研究进展,并展望了对超磁致伸缩薄膜的发展前景。

关键词 超磁致伸缩薄膜 磁控溅射 多层膜 交换耦合效应

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