發(fā)布時間：2017-12-12 14:10

  本文關(guān)鍵詞：超磁致伸縮電靜液作動器磁場與流場特性及試驗研究

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【摘要】：隨著“多電飛機”與“全電飛機”概念的提出,功率電傳作動系統(tǒng)的優(yōu)勢越來越明顯,而小型化高頻寬的電靜液作動器正是功率電傳時代所急需,智能材料及其結(jié)構(gòu)在電靜液作動器上的應(yīng)用為其提供了有效途徑。為此,本文以超磁致伸縮材料為驅(qū)動核心研制了一款超磁致伸縮電靜液作動器,并對其開展了磁場與流場特性及試驗的相關(guān)研究。首先,根據(jù)超磁致伸縮材料的應(yīng)用特性以及電靜液作動器的工作原理設(shè)計了超磁致伸縮電靜液作動器的結(jié)構(gòu),并詳細、系統(tǒng)地介紹了主要功能部件的設(shè)計原則以及功能特性,針對超磁致伸縮電靜液作動器涉及的關(guān)鍵技術(shù)提出了解決方案;其次,分別對作動器的磁場與流場進行了特性分析,采用了永磁體與控制線圈組合方式提供驅(qū)動磁場,對其建立了磁路數(shù)學(xué)模型,并通過有限元仿真與試驗結(jié)合的方法得出了磁路主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與磁場分布均勻性之間的映射規(guī)律,基于流固耦合力學(xué)原理,在COMSOL Multiphysics軟件中分別建立了超磁致伸縮電靜液作動器的懸臂梁閥片、泵腔以及管路的流體模型,并研究了在恒定壓差與正弦壓差作用下閥片的響應(yīng)特性以及恒定壓差作用下的泵腔中閥片的變形與管路中的壓力損失;再次,對作動器進行了理論建模與分析,基于Jiles-Atherton磁滯模型建立了超磁致伸縮電-機轉(zhuǎn)換器位移輸出模型,通過考慮電源以及渦流的影響,提高了模型的動態(tài)適用范圍,根據(jù)泵腔與管路的動力學(xué)特性以及閥片的固液耦合特性建立了機-液模塊的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,通過MATLAB/Simulink建立了超磁致伸縮電靜液作動器的仿真模型,針對該仿真模型進行了系統(tǒng)仿真研究,得出了超磁致伸縮電靜液作動器輸出流量與驅(qū)動電流、工作頻率等參數(shù)之間的理論映射關(guān)系以及各部件對超磁致伸縮作動器的動態(tài)輸出性能的影響;最后,研制了超磁致伸縮電靜液作動器試驗樣機并搭建了試驗測試平臺,對其輸出特性進行了試驗研究,試驗測試結(jié)果顯示:該作動器在225Hz工作頻率下的最大無負載流量約為1.3L?min-1,帶負載能力超過14kg,最大輸出功率約為3.21W。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V245.1

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱玉川;陳龍;楊旭磊;;超磁致伸縮泵懸臂梁閥流固耦合特性分析[J];中國機械工程;2015年03期

2 李躍松;朱玉川;吳洪濤;楊旭磊;紀良;;超磁致伸縮伺服閥用電-機轉(zhuǎn)換器傳熱及熱誤差分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2015年02期

3 陳龍;朱玉川;楊旭磊;徐鴻翔;;超磁致伸縮泵驅(qū)動磁路建模及數(shù)值分析[J];中國機械工程;2014年06期

4 駱美玲;郭濤;曹維佳;;機載液壓系統(tǒng)設(shè)計原則與發(fā)展趨勢[J];航空科學(xué)技術(shù);2013年04期

5 黃成志;裘進浩;季宏麗;;壓電疊堆泵及混合驅(qū)動器的設(shè)計[J];力學(xué)季刊;2013年01期

6 李躍松;朱玉川;吳洪濤;田一松;牛世勇;;超磁致伸縮伺服閥用伺服放大器的設(shè)計及分析[J];壓電與聲光;2013年01期

7 李躍松;朱玉川;吳洪濤;牛世勇;田一松;;超磁致伸縮電—機轉(zhuǎn)換器位移感知模型及滯環(huán)分析[J];機械工程學(xué)報;2012年04期

8 李躍松;朱玉川;吳洪濤;田一松;牛世勇;;射流伺服閥用超磁致伸縮執(zhí)行器磁場建模與分析[J];兵工學(xué)報;2010年12期

9 王傳禮;程霞;安平;;GMM高頻微小泵的性能分析[J];液壓與氣動;2010年09期

10 康榮杰;焦宗夏;王少萍;陳麗莎;;基于能量調(diào)節(jié)的電動靜液作動器設(shè)計與仿真(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2009年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王傳禮;基于GMM轉(zhuǎn)換器噴嘴擋板伺服閥的研究[D];浙江大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳龍;面向電靜液作動器的超磁致伸縮泵的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

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本文編號：1282777