【摘要】：為滿足新型電液伺服閥的驅(qū)動要求,設(shè)計了柔性鉸鏈放大的疊堆式超磁致伸縮致動器(FASGMA),建立了FASGMA輸出位移模型,并進行了實驗驗證和分析。首先,根據(jù)傳統(tǒng)GMA偏磁施加方式的特點和不足,采用永磁體和GMM棒交替排布的結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計了疊堆式超磁致伸縮致動器(SGMA),并利用柔性鉸鏈機構(gòu)放大其輸出位移;然后,根據(jù)SGMA的結(jié)構(gòu)特點,建立了反映軸向分布不均勻性的SGMA應(yīng)變模型;接著,利用力學(xué)基本原理和有限元法對柔性鉸鏈機構(gòu)的放大比和固有頻率進行了分析,提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法,完成了放大機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定;在此基礎(chǔ)上,考慮SGMA與放大機構(gòu)的相互作用以及SGMA軸向應(yīng)變分布規(guī)律,建立了FASGMA多自由度位移模型,確定了自由度的合理取值;最后,搭建了FASGMA測試系統(tǒng),進行了階躍和正弦激勵實驗,完成了模型驗證。結(jié)果表明:實驗與模型計算結(jié)果吻合,證明了模型準確性;在階躍激勵下,FASGMA最大位移約為130μm,響應(yīng)時間約為70 ms;正弦激勵下,FASGMA工作頻帶為60 Hz,對激勵信號有較好的跟隨特性。
[Abstract]:In order to meet the driving requirements of a new type of electro-hydraulic servo valve, a stack giant magnetostrictive actuator (FASGMA),) with flexure hinge amplification was designed. The output displacement model of FASGMA was established, and the experimental results were verified and analyzed. Firstly, according to the characteristics and shortcomings of the traditional GMA bias magnetic application mode, the superstack giant magnetostrictive actuator (SGMA),) is designed and its output displacement is amplified by the flexible hinge mechanism, which is arranged alternately between the permanent magnet and the GMM rod. Then, according to the structural characteristics of SGMA, a SGMA strain model reflecting the inhomogeneity of axial distribution is established. Then, the magnification ratio and natural frequency of the flexure hinge mechanism are analyzed by using the basic principles of mechanics and finite element method, and the structural optimization design method is put forward, and the structural parameters of the amplifying mechanism are determined. On this basis, considering the interaction between SGMA and amplification mechanism and the distribution of SGMA axial strain, the multi-degree of freedom displacement model of FASGMA is established, and the reasonable value of degree of freedom is determined. Finally, the FASGMA test system is built, step and sinusoidal excitation experiments are carried out, and the model verification is completed. The results show that the model is accurate and the maximum displacement of FASGMA is about 130 渭 m and the response time is about 70 ms; under step excitation. Under sinusoidal excitation, the operating frequency band of FASGMA is 60 Hz,.
【作者單位】： 軍械工程學(xué)院車輛與電氣工程系;奧克蘭大學(xué)機械工程系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51275525)
【分類號】：TH137.52

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本文編號：2426381