磁致伸縮式表面加工裝置輸出特性研究.pdf

1、磁致伸縮材料的發(fā)展已經引起換能器應用方面的迅速發(fā)展。在精密致動方面，基于磁致伸縮材料設計并制作的表面加工裝置有著傳統(tǒng)方式和壓電振動方式不具備的優(yōu)點。本文對磁致伸縮材料的性能和工作特點進行了闡述，利用有限元分析軟件對設計出的表面加工裝置進行了電磁場分析、壓磁—壓電比擬法分析、模態(tài)分析和諧響應分析，建立供電電路和測試系統(tǒng)并研究了其靜態(tài)和動態(tài)輸出特性，為磁致伸縮式表面加工裝置的設計與制作提供了理論和實驗依據。
　　首先，對磁致伸縮材料的

2、發(fā)展歷程和模具表面加工裝置發(fā)展現(xiàn)狀進行了介紹。根據鋱鏑鐵（Terfenol-D）、鐵鎵（Galfenol）和壓電材料（PZT）工作性能的對比情況，選擇鐵鎵合金作為振動端主要材料。簡述了國內外幾種加工方式的研究概況和存在的問題，在此基礎上得出了本課題的選題意義及研究內容。
　　然后，對磁致伸縮機理和磁致伸縮材料的工作特性進行了分析。利用有限元分析軟件建立振動端的模型并對其靜態(tài)電磁場進行仿真，確定振動端工作在較合適磁場下。使用壓磁—壓

3、電比擬法對其形變進行仿真，進而對振動端形變進行定性分析。建立靜態(tài)測試系統(tǒng)研究表面加工裝置徑向和縱向靜態(tài)輸出特性，將仿真與實驗相結合，測試結果符合預期。
　　最后，設計、仿真并制作了交流加直流混合通電電路，根據電路需要測量了振動端單個通電線圈自感系數(shù)，建立了動態(tài)輸出特性測試系統(tǒng)。制作的電路在不同頻率下匹配了不同的電容，使電流波形較為理想。在動態(tài)分析與測試中，利用有限元軟件對振動結構進行模態(tài)分析和諧響應分析。在模態(tài)分析中提取前六階模態(tài)