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磁致伸缩作动器力学特性与模型研究
| 论文题名： | 磁致伸缩作动器力学特性与模型研究 |
| 关键词： | 磁致伸缩作动器;力学特性;有限元模型;动力学模型;神经网络模型;拉索减振 |
| 摘要： | 磁致伸缩材料是一种新型的功能材料，涉及到航空航天、国防军工、机械、纺织、电子、石油、农业等诸多领域。目前的磁致伸缩材料仅用于小型机构的控制，而研究制作适合大型土木结构的大位移、大驱动力的驱动元件是非常重要的。特别是将磁致伸缩驱动器件应用于斜拉桥拉索减振方面，这在国内外尚未见相关的报道。 本文利用磁致伸缩棒出力大、应变大、响应快的优点，制作一种适用于拉索主动控制的新型作动器，为开发新的拉索减振技术提供支撑。主要研究内容如下： （1）介绍了智能材料与工程结构振动控制的发展背景，综合论述了国内外磁致伸缩作动器的研究和应用现状，说明了本论文的研究意义和主要研究内容。 （2）阐述了磁致伸缩材料的基本特性，系统地阐明了磁致伸缩作动器结构设计及原理，包括作动器整体设计、GMM棒设计、线圈几何参数设计及优化设计、磁路设计、预压力设计等。 （3）通过建立磁致伸缩作动器的有限元模型，分析了磁路的开闭状态对GMM棒的磁场影响，也分析了磁路所用材料相对导磁率对GMM棒的磁场影响。再通过实验测量了GMM棒轴向磁场强度及均匀性。 （4）建立了磁致伸缩作动器的动力学模型，推导了作动器的电磁-机械耦合方程，对作动器进行了仿真分析，从理论上获得了作动器力学特性指标。 （5）建立了磁致伸缩作动器综合实验系统，研究了预压力、激励电压、偏置电流、激励电压频率对作动器输出性能的影响；建立了磁致伸缩作动器神经网络模型。 （6）总结了全文的研究工作，指出了本论文的创新点，展望了进一步研究工作的方向。 |
| 作者： | 姚响宇 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王修勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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