超磁致伸縮電靜液作動器溫度場分布與熱位移特性研究.pdf

1、相對傳統(tǒng)機(jī)載液壓系統(tǒng)中液壓管路及附件遍布全機(jī)，超磁致伸縮電靜液作動器（Giant Magnetostrictive Electro-Hydrostatic Actuator,簡稱GMEHA）具有結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高以及易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但在高頻長時工況下其核心部件超磁致伸縮執(zhí)行器（Giant Magnetostrictive Actuator,簡稱 GMA）因內(nèi)部空間狹小散熱性能差，產(chǎn)生的熱量嚴(yán)重影響其有效位移輸出精度。
　　本文面向

2、GMEHA的工作特點(diǎn)與應(yīng)用需求開展了GMA溫度場分布以及熱位移抑制的研究。首先，針對GMEHA中GMA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與驅(qū)動要求建立了高頻長時工況下GMA熱功率損耗模型，即線圈電阻損耗模型、磁滯伸縮棒渦流損耗模型與磁滯損耗模型，通過求解上述損耗模型分析了GMA熱功率損耗與驅(qū)動頻率之間的映射關(guān)系，并搭建GMA熱功率損耗實(shí)驗(yàn)測試平臺，實(shí)驗(yàn)測得GMA熱功率損耗與理論計(jì)算模型吻合良好。其次，基于長時間驅(qū)動下GMA發(fā)熱嚴(yán)重問題提出了兩種不同的冷卻方式，即

3、管式冷卻和腔式冷卻。利用 FLUENT軟件對管式冷卻GMA進(jìn)行熱流耦合仿真，分析了不同線圈骨架、不同冷卻水流速以及冷卻管單一冷卻與復(fù)合冷卻作用時GMA穩(wěn)態(tài)傳熱結(jié)果，結(jié)果表明采用尼龍骨架的GMA在雙管復(fù)合冷卻措施下具有較好的冷卻效果；根據(jù)傳熱學(xué)理論構(gòu)建了腔式冷卻GMA穩(wěn)態(tài)等效熱阻模型，自然對流和強(qiáng)制對流條件下GMA熱位移計(jì)算模型，通過求解上述數(shù)學(xué)模型分別得到不同工況下磁致伸縮棒溫度分布以及GMA熱位移與熱流量分布規(guī)律。最后，在上述研究基礎(chǔ)