復(fù)合PZT和GMM逆效應(yīng)的磁力控制構(gòu)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(yīng)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(yīng)用，而復(fù)合PZT和GMM（簡稱 PZT/GMM）逆效應(yīng)的磁力控制構(gòu)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(jìn)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(yīng)用前景。
　　本文對復(fù)合PZT/GMM逆效應(yīng)磁力控制構(gòu)件進(jìn)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(guān)系，并將之帶入并聯(lián)磁路關(guān)系中，建立了包含幾何特征函數(shù)、動態(tài)磁導(dǎo)率和動態(tài)磁致伸縮系數(shù)的非線性數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計復(fù)合PZT/GMM逆效應(yīng)的磁力控制構(gòu)件，并對關(guān)鍵磁路部件的選型進(jìn)行了詳細(xì)的計算分析。
　　2.由于磁力控制

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