復合PZT和GMM逆效應的磁力控制構件研究.pdf

1、微機電裝配等精密度要求較高的場合中，接觸式傳動方式因存在庫倫摩擦不再適用，而采用磁懸浮支撐的非接觸傳動方式，因無摩擦、壽命長和精度保持性好等特點，顯現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的磁懸浮系統(tǒng)中，對支撐磁力的調(diào)節(jié)主要是基于電磁感應原理來實現(xiàn)，線圈電流的功耗和發(fā)熱制約其在高精密場合的應用，而復合PZT和GMM（簡稱 PZT/GMM）逆效應的磁力控制構件，通過對電容性的壓電陶瓷（PZT）施加驅(qū)動電壓，從而對超磁致伸縮材料（GMM）施加壓力，進而改變

2、輸出磁力，在低頻狀態(tài)下功耗和發(fā)熱極低，所以具有重要的應用前景。
　　本文對復合PZT/GMM逆效應磁力控制構件進行研究，主要工作如下：
　　1.在 PZT/GMM耦合線性模型中引入一維力磁耦合非線性關系，并將之帶入并聯(lián)磁路關系中，建立了包含幾何特征函數(shù)、動態(tài)磁導率和動態(tài)磁致伸縮系數(shù)的非線性數(shù)學模型，在此基礎上，設計復合PZT/GMM逆效應的磁力控制構件，并對關鍵磁路部件的選型進行了詳細的計算分析。
　　2.由于磁力控制

3、構件的工作過程中包含的磁致伸縮逆效應，目前還沒有可對其進行分析的軟件，提出基于磁電等效轉換原理，通過ANSYS壓電效應分析來對其近似模擬，推導了該方法的可行性，然后結合理論模型中的動態(tài)參數(shù)，對構件的輸出特性進行仿真分析，為磁力控制構件的設計提供了新的思路。
　　3.由于磁力控制構件中存在多種影響工作特性的因素，設計試驗臺架并搭建試驗平臺，對研制的磁力構件進行試驗分析，得到氣隙、預緊力和電壓等多因素與工作特性的關系曲線，并測試了構件