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超磁致伸缩多层悬臂梁的场致弯曲
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:O482.526[理学—固体物理;理学—物理] TH702[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]内蒙古大学理工学院物理系,内蒙古呼和浩特010021, [2]内蒙古师范大学物理与电子学院,内蒙古呼和浩特010022
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10147203);教育部新世纪优秀人才计划资助项目(NCET-05-0272):教育部科学技术研究重大资助项目(206024).
中文摘要:

利用四参量模型系统研究了由超磁致伸缩(GMS)薄膜材料制备的多层悬臂梁的弯曲问题,其中包括GMS/NMS(非磁衬底)、GMS/GMS、GMS/NMS,GMS等悬臂梁体系.针对此3类悬臂梁研究了它们的弯曲挠度等弯曲特性与构成悬臂梁的各种参数的关系,为进一步设计和优化新型悬臂梁体系给出了一些建议性结论.计算结果表明,GMS/GMS双层悬臂梁,其挠度最大值总是大于具有相同几何结构的其它悬臂梁体系。当在悬臂梁系统中需要使用非磁衬底时,较软而且较薄的衬底有益于得到更大的弯曲挠度,相比之下,两层薄膜较硬,因此薄膜不宜过厚.两层磁致伸缩材料的最优厚度比主要由两层材料的弹性模量比决定,即较软的薄膜需有较大的厚度。由于弯曲后悬臂梁自由端位移向下.因此较硬的磁致伸缩薄膜2(沉积在衬底下表面上的薄膜)有益于增加GMS/NMS/GMS3层悬臂梁的挠度.

英文摘要:

The bending problem of a multilayered cantilever built up of giant magnetostricitve material (GMS) is studied systematically by using the four-parameter model, including systems of GMS/NMS (non-magnetic substrate), GMS/GMS, GMS/NMS/GMS cantilever. The relationship between the bending characteristics such as bending deflection and the material parameters of the cantilever components are discussed for these three types of cantilever system, and some proposals for further design and optimization of new type of cantilever system are presented. The results indicate that the maximum deflection of the GMS/GMS bilayer cantilever is always greater than other types of cantilever with the same geometry. When the non-magnetic substrate is needed in the cantilever system, the softer and thinner substrate is advantageous for greater deflection. In comparison, two magnetostricitive layers are relatively hard; therefore the films should not be too thick. The optimal thickness ratio of the magnetostricitive films is almost determined by the ratio of elastic modulus, therefore the softer film should be thicker. Since the free end of the cantilever is deflected downwards, harder magnetostricitve film 2 (film deposited on the lower surface of the substrate) is favorable to increase the deflection of GMS/NMS/GMS trilayer cantilever.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166