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超磁致伸缩执行器全耦合非线性动态有限元模型
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM153[电气工程—电工理论与新技术] TH703.8[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]华北科技学院机电工程系,北京市101601, [2]浙江大学现代制造工程研究所,杭州市310027
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(项目编号:50575205)、国家“863”高技术研究发展计划资助项目(项目编号:2006AA042233)、浙江省自然科学基金资助项目(项目编号:Y104243、Y105686)和浙江省科技攻关项目(项目编号:2006C11234)
中文摘要:

超磁致伸缩执行器在高频率下工作时,能量损失不仅包括磁滞损失、Terfenol-D棒涡流损失,还包括执行器导磁回路的附加涡流损失,同时执行器上存在磁场、电场、温度场及机械应力场四场之间的耦合。本文考虑超磁致伸缩执行器Terfenol-D棒质量、预压应力、偏置磁场、磁滞和涡流损失,从电场、磁场和机械应力场三场耦合角度,建立超磁致伸缩执行器三维非线性动态有限元模型。超磁致伸缩材料磁滞特性由Berqvist和Engdahl磁滞模型来描述。应用FEMLAB建模分析并与实验结果对比,发现模型与实验结果吻合较好,验证了所建立三维动态FEM模型的正确性。

英文摘要:

The giant magnetostrictive actuator works at high frequency, and then the loss of giant magnetostrictive actuator includes magnetic hysteresis loss, eddy currency loss, and excess eddy current loss of actuator loop. The coupling between four fields (i. e., magnetic field, electric field, thermal field and mechanical stress field) is occurred at the actuator. Considering the mass of Terfenol-D rod, pre-stress, biased field, the loss of magnetic hysteresis and eddy current, a 3-D nonlinear dynamic model of GMA was established based on the coupled relationship of the three fields (magnetic field, electric field and mechanical stress field). The magnetic behavior was described by the Berqvist and Engdahl stress dependent magnetic hysteresis model for ferromagnetic hysteresis. The simulation results with commercial software FEMLAB were in agreement well with the experimental data. Therefore, the model constructed is valid, and it can help to optimize design of the GMA.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884