超磁致伸缩微位移致动器的理论分析与设计

作     者：于少鹏 王博文 崔鑫鑫 YU Shao-peng;WANG Bo-wen;CUI Xin-xin

作者机构：河北工业大学电气工程学院省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 天津大学仁爱学院信息工程系天津301636 

基　　金：国家自然科学基金(51171057) 河北省市自然科学基金(E2017202035 E2016202034)资助 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2019年第19卷第1期

页      码：154-158页

摘      要：科学技术的快速发展使得机电设备越来越趋于微型化。为了在体积不足1 cm^3的空间里达到精确测量,超磁致伸缩材料成为当下研究的热点。以J-A模型和磁-机效应法为依据,建立超磁致伸缩的磁机耦合模型,设计了以圆弧形超磁致伸缩薄片为核心部件的微型位移致动器。利用COMSOL Multiphysics仿真软件分析了当给予线圈电流密度为10~6A/m^2的驱动电流时,不同厚度的超磁致伸缩薄片模型,得到相应的应力张量图和磁致伸缩曲线。展示0. 35 mm厚度的铁镓合金辅以1 mm厚度硅基底的致动器模型,并获得了较为理想的0. 8μm输出位移量。将仿真与实验结果进行对比,证明了理论模型的准确性以及执行器结构的可行性。该微位移执行器具有体积小、响应快、精度高、便于集成等优点,在振动控制、微定位、机器人等领域有着广阔的应用前景。

主 题 词：超磁致伸缩 微位移致动器 磁机耦合模型 COMSOL仿真 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2019.01.024

馆 藏 号：203429454...