摘要：基于磁控形状记忆合金在磁场作用下产生形变量的特性,结合平板式阀门结构设计了一种开关阀,利用有限元分析方法对其结构进行了优化分析,并验证了该结构的可行性。搭建实验平台对开关阀进行了实验研究,利用激光位移传感器测试了阀芯的位移情况、开关阀响应速度以及开关阀动态响应特性,实验结果表明,开关阀阀芯行程达到了0.937 mm,当输入电流为8 A时,阀门开启时间为14 ms,阀门关闭时间为11.5 ms,阀芯在动作过程中非常平稳,没有产生机械震颤,性能表现良好,为磁控形状记忆合金驱动器的设计与应用提供参考。

摘要：针对水稻机械化直播田间作业环境非结构化、作业对象生物性和作业功能复杂的现状,设计了一种仿形防滑移复式多功能的气力集排式水稻直播机动力底盘,其包括多功能机架、镇压筒和开沟器等零部件。通过对关键部件机架的静力学、动力学结构仿真分析和重心分析,采用6阶模态振型有限元分析计算了动力底盘与牵引拖拉机的共振频率,验证了设计的合理性。田间试验结果表明,直播机行间播种变异系数为4.27%~6.16%,实现了开沟覆土镇压仿形一体作业,底盘地轮滑移率为7.68%,可满足气力集排式水稻直播机工作的稳定和效率要求。

摘要：基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应,设计了一种以超磁致伸缩材料(Terfenol-D)作为驱动元件的旋转驱动器,并对该旋转驱动器的输出特性进行了实验研究。采用激光位移传感器、dSPACE控制器和任意波形发生器等,搭建驱动器实验测试平台,测试旋转驱动器的输出转速与锯齿波驱动信号、驱动电流和电流频率的关系。研究结果表明:在一定范围内,驱动器的转速随着驱动电流和电流频率的增加而增加,而锯齿波驱动信号的改变对转速的影响较小。在3 A、200 Hz的缓升速降锯齿波电流信号激励下,驱动器的转速最高可达13.462 r/min,为磁致伸缩旋转驱动器的设计与应用提供参考。

摘要：基于磁致伸缩材料的磁致伸缩效应,设计了一种以Galfenol材料为驱动元件,将Galfenol薄片直接粘贴于铍青铜夹片表面构建的复合悬臂梁式柔性微夹钳,装置结构简单,在增大夹持范围的同时可实现对目标物的柔性夹持。通过搭建实验测试平台,采用不同大小的电流信号对微夹钳进行驱动,测试结果表明,当驱动电流为1.6 A时,夹片夹口完全闭合,通过激光位移传感器测得两夹片的最大偏转位移分别为106.4μm和124.8μm,整体夹持范围可达231.2μm,为磁致伸缩微夹持器的设计和应用提供参考。

摘要：研制一种基于Galfenol合金的智能悬臂梁结构,同时考虑粘合层对结构动态性能的影响,建立计及粘合层的分布参数动力学模型,该模型以电磁线圈为驱动源,为减小高频磁场造成的涡流损耗,设计一种叠片结构的U形驱动线圈对智能悬臂梁进行驱动,并通过试验对该结构下的动力学模型进行验证;由于分布参数模型状态输出变量与参考电压没有直接耦合,提出一种基于分布参数模型的滑模变结构解耦控制方法,通过对输出变量矩阵解耦可以实现输入与输出的直接耦合,同时针对柔性结构中存在的次谐波扰动,利用Lyapunov函数证明了在非匹配条件下控制系统的稳定条件,并通过仿真试验对结论进行验证,同时,以比例—积分控制作为对比试验,与提出的滑模变结构解耦控制进行对比,通过比较不同频率下的动态跟踪结果,证明了所提出的控制方法不仅解决了复合悬臂梁分布参数模型中的不耦合问题,同时可以有效抑制Galfenol合金的磁滞非线性,使系统可以较好地跟踪外界参考输入。

摘要：在分析超磁致伸缩致动器热变形影响的基础上,结合实验论证,构建了在大电流、长时间且高精度场合下能对致动器进行整体温控的装置。设计并制作了一台超磁致伸缩致动器样机,在其电磁线圈的骨架中设置了内外两个水冷腔。通过恒温水的循环流动,带走线圈热量,以控制磁致伸缩棒和壳体的温度。进行了多组热变形对比实验,结果表明,致动器的整体温控装置有效地抑制了致动器的热变形影响,适合于大电流、高精度场合。

摘要：基于二级圆弧型柔性铰链及杠杆放大原理,设计了一种新型微夹钳钳体,在满足有限放大倍数的同时节约了空间。利用ANSYS Workbench有限元软件对提出的钳体结构参数进行了优化,并对优化模型进行了模态分析,获得了性能优良的钳体结构。

摘要：设计一种超磁致精密伸缩致动器,对其构造和工作原理进行说明,并完成静态特性试验。通过对静态特性试验结果的分析,寻找到线性度比较理想的工作区间。在此基础上分析并建立所研制致动器的数学模型。为了提高致动器的响应速度和稳态输出,设计PID控制器进行校正,并对连续型和离散型的系统模型分别进行了仿真,得出控制器的控制效果,最后给出试验结果。对仿真结果和试验结果的对比分析,表明了所建立的超磁致伸缩致动器控制模型的有效性。

摘要：针对磁致伸缩式惯性冲击电机(IDM)独特的电流驱动方式,设计了一种专用锯齿波驱动电路,电路采用级联式Buck电路结构,采用了锯齿波脉宽调制(PWM)方式对电路进行控制,可产生频率可调的锯齿波信号。对驱动电路的工作原理进行了详细分析,并给出了电路参数设计方法,最后研制了实验电路。实验结果表明,所研制的电源具有电流调节线性度高、响应速度快的优点,可满足磁致伸缩式IDM的驱动要求。

摘要：滚动轴承作为旋转机械的关键部件,局部存在缺陷将严重影响旋转机械的性能。针对外圈局部存在缺陷将产生冲击的问题,基于显示动力学有限元法,应用LS^DYNA软件,对滚动轴承外圈存在局部缺陷的情况进行了动力学仿真,获得了外圈局部缺陷产生的冲击形式。仿真结果为滚动轴承局部缺陷模型的建立提供一定的理论依据。