收藏本站
《武汉理工大学》 2002年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Tb-Dy-Fe单晶的磁致伸缩效应及其在微位移致动器中的应用研究

王昌  
【摘要】: 磁致伸缩是一种磁—机械耦合现象,以Tb-Dy-Fe为代表的稀土超磁致伸缩材料,其伸缩量为普通压电陶瓷的30-50倍,响应时间低于10.6秒,是理想的位移致动材料。常规的磁致伸缩型微位移致动器大多采用多晶或具有孪晶结构的磁致伸缩材料作为驱动单元,由于晶界和孪晶界对畴壁的移动具有阻碍作用,其低场下的位移输出较小,调控精度受到很大影响。在这类致动器中,一般需设计复杂的强制水冷结构,因而大大限制了微位移致动器的应用。近年来,武汉理工大学发明了利用磁悬浮冷坩埚提拉稀土—铁超磁致伸缩单晶材料的技术,攻克了长期困扰材料制备的污染和孪晶两大难题,制备出具有优异性能的Tb-Dy-Fe单晶。单晶材料消除了晶界对畴壁移动的影响,具有很好的低场下的位移输出能力,这为微位移致动器的研制奠定了很好的基础。 本论文在充分研究Tb-Dy-Fe单晶材料的微致动效应的基础上,以高性能的Tb-Dy-Fe单晶为核心驱动单元,通过对超磁致伸缩致动器中磁路系统的优化设计,以永磁材料形成的偏场和线圈产生的激励磁场构成超磁致伸缩棒的致动磁场,研究了永磁偏场的和激励磁场对致动器工作特性的影响,优化了它们的设计参数,从而可以最大限度减少“死区”,获得最佳的工作区间;为了防止致动器的热效应,设计了高效的隔热层;在超磁致伸缩致动器的机构研究中,分析了预应力对致动器工作特性的影响,通过特性测试,发现了最佳的预应力参数;研制了为致动器励磁线圈提供稳定电流的数控电源,它可以按数据规定的值输入相应的电流,而且可以选择工作方式和电流范围,脉冲工作方式可以最大减少线圈发热,从而减少测量误差;探索了两种测微放大系统,其中杠杆式测微放大系统可以使测量精度显著提高,最小位移分辨率可以达到纳米级别。 所研制磁致伸缩型纳米微位移致动器,其最大位移输出范围:30—40μm;最小位移分辨率:≤30nm;重复精度:±2nm,而且整个致动器省弃了复杂的水冷装置,简化了结构,缩小了尺寸,显示了良好的应用前景。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TH703

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏人伟;自适应结构综述[J];北京航空航天大学学报;1999年06期
2 钱振东,黄卫,朱德懋;振动控制中压电传感/驱动器的位置评估[J];东南大学学报;1999年03期
3 宋现春,岳明君,李春阳;由单片机80C552构成的电感式微位移测量仪[J];计量技术;1999年02期
4 杜挺,张洪平,邝马华;稀土-铁系超磁致伸缩材料的应用研究[J];金属功能材料;1997年04期
5 祝向荣,郭懋端;大磁致伸缩执行器[J];金属功能材料;1998年02期
6 刘建琴,张策,王玉新,韩玥;微进给机构综述[J];机械传动;1999年01期
7 杜立群,颜云辉,王德俊;智能柔性结构振动主动控制中驱动器的最优配置[J];机械科学与技术;1999年04期
8 宋轶民,张策,马文贵;压电材料在机敏结构振动控制中的应用[J];机械设计;1999年04期
9 王建林,胡小唐,朱明武;用于超微定位机构的被动隔振系统的研究[J];机械设计;1999年07期
10 王博文,葛景岩;巨磁致伸缩材料及其应用[J];沈阳工业大学学报;1998年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈金伟;Bruno Schlaepher;;注塑机锁模力测量新技术[J];工程塑料应用;2010年02期
2 程圣华,胡国光,尹萍;ZnO过量对MnZn铁氧体磁性能的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期
3 鲁照权;郑国俊;董学平;殷礼胜;彭海军;余波;;基于低阶自适应模型及时滞补偿的单晶硅直径控制研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年04期
4 颜焱;王鑫;;残差在数学建模中的应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年02期
5 谢锋;许靖中;王从周;邢庭元;;压电测力仪的动特性分析[J];安徽工学院学报;1992年04期
6 赵海涛;何忠波;李中伟;;超磁致伸缩驱动器磁路优化设计[J];兵器材料科学与工程;2008年05期
7 侯淑萍;杨庆新;陈海燕;闫荣格;杨文荣;;超磁致伸缩材料的特性及其应用[J];兵器材料科学与工程;2008年05期
8 杨媛;徐志伟;;基于SMA的飞行器变体机翼驱动结构研究[J];兵器材料科学与工程;2010年01期
9 刘秉琦;孙东平;华文深;骆新新;;基于双向剪切干涉的CCD像素间距标定[J];半导体光电;2008年05期
10 邓树军;高宇;姜舰;戴小林;吴志强;刘冰;;热场结构对直拉硅单晶生长能耗影响分析[J];半导体技术;2010年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
2 孙勇;碱土金属钼酸盐微晶的电化学合成与发光性能研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
3 梁轶瑞;铁磁类材料若干多场耦合行为的实验研究[D];兰州大学;2010年
4 杜娟;高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究[D];华南理工大学;2010年
5 谢小林;基于电阻法碳布增强环氧树脂复合材料损伤自诊断的研究[D];武汉理工大学;2010年
6 张翔;粉末冶金法制备高硅硅钢片的轧制和热处理工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
7 芦吉云;光纤光栅在智能结构动态监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 陈东菊;大型立式超精密机床系统误差分析与辨识技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 李清军;新型多媒体视频判读技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
10 周维虎;大尺寸空间坐标测量系统精度理论若干问题的研究[D];合肥工业大学;2000年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏春林,丁凡,路甬祥;超磁致伸缩材料驱动器实验研究[J];电工技术学报;1999年04期
2 孙宝元,钱敏,张军;机电耦合大于等于二次感生效应探析[J];大连理工大学学报;1999年02期
3 邬义杰,徐杰;超磁致伸缩执行器热误差补偿及抑制方法研究[J];工程设计学报;2005年04期
4 徐婕,尹红英,金柏林;铁磁材料动态磁性的计算机辅助测量与研究[J];杭州师范学院学报(自然科学版);2003年01期
5 杨斌堂,陶华,C.Prelle,M.Bonis;磁致伸缩微小驱动器驱动电磁线圈的设计研究[J];机械科学与技术;2004年08期
6 贾振元,王福吉,张菊,郭丽莎;超磁致伸缩执行器磁滞非线性建模与控制[J];机械工程学报;2005年07期
7 黎文献,余琨,谭敦强,马正青,陈鼎;稀土超磁致伸缩材料的研究[J];矿冶工程;2000年03期
8 万永平,方岱宁,黄克智;磁致伸缩材料的非线性本构关系[J];力学学报;2001年06期
9 邵亮;杨德华;陈昆新;杨斌堂;;光学天文望远镜用微位移驱动器机构研究综述[J];天文学进展;2009年01期
10 金绥更,刘湘林,蒋志红;稀土超磁致伸缩器件的设计与应用[J];稀土;1992年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 卢全国;基于GMM的微致动研究及应用[D];武汉理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王松;赵祥模;惠飞;王润民;张建阳;;基于DSP的超磁致伸缩换能器驱动电源设计[J];电子设计工程;2012年12期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余音,夏人伟;含压电作动器和传感器的复合材料层板静变形有限元分析和形状控制研究[J];复合材料学报;1997年02期
2 大舟;论直线驱动机构和致动器[J];光机电世界;1994年06期
3 吴一辉,王立鼎,马建旭;新型微变位致动器的发展及应用[J];光学精密工程;1996年02期
4 仲维卓,夏长泰,施尔畏,王步图,李文军,华素坤;热液条件下BaTiO_3纳米晶的形成机理[J];中国科学E辑:技术科学;1997年01期
5 施尔畏,仲维卓,华素坤,元如林,王步国,夏长泰,李汶军;关于负离子配位多面体生长基元模型[J];中国科学E辑:技术科学;1998年01期
6 田明原,施尔畏,元如林,王步国,李汶军,仲维卓,庄击勇;铝氢氧化物和氧化物晶粒的热液法制备及其形成机理[J];中国科学E辑:技术科学;1998年02期
7 仲维卓,刘光照,华素坤, 唐鼎元,赵庆兰;热液条件下SiO_2和SnO_2生长形态的形成机制[J];人工晶体学报;1994年01期
8 于锡玲,孙毅;亚稳相DKDP晶体生长动力学的全息研究[J];人工晶体学报;1995年04期
9 王步国,仲维卓,施尔畏,夏长泰,李文军,华素坤,殷之文;ZnO晶体的极性生长习性与双晶的形成机理[J];人工晶体学报;1997年02期
10 仲维卓,王步国,施尔畏,李文军,华素坤;水热条件下ZnS晶体的极性生长机制与双晶的形成[J];人工晶体学报;1998年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈小安;周华;合烨;;磁致伸缩致动器端部冷却方式设计及分析[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年06期
2 万佩;秦岚;薛联;段莹;;一种新型三自由度微定位新方法[J];国外电子测量技术;2011年07期
3 ;IR推出具有高频PWM功能的坚固可靠的AUIPS7221R智能电源开关[J];电源技术应用;2010年07期
4 刘崇亮;金伟其;修金利;刘秀;刘斌;范永杰;;一种改进的红外图像序列帧间位移估计算法[J];北京理工大学学报;2011年07期
5 李臣;;优化机车牵引性能的PEGASOS控制系统[J];国外内燃机车;2011年04期
6 张健滔;朱华;赵淳生;;杆式旋转超声电机在精密定位平台上的应用[J];中国机械工程;2011年15期
7 郝敏;;二维精密工作台测量系统设计[J];硅谷;2011年17期
8 吴云良;王克逸;;四压电陶瓷管驱动的扫描台及有限元分析[J];压电与声光;2011年04期
9 林桂娟;宋德朝;陈明;王克胜;;电活性聚合物的力学性能及发电应用[J];同济大学学报(自然科学版);2011年06期
10 芮执元;王志强;周亚敏;;热变形对电主轴电机转子与主轴过盈配合的影响[J];机械与电子;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋宁平;刘振华;徐焱;吴建辉;;温度预应力筋在银川市行政中心中的应用[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
2 高鹏志;;预应力平板结构布筋的简便施工方法[A];陕西省煤炭工业科技成果评估探讨论文集[C];2004年
3 曹国辉;方志;;体外配置CFRP预应力筋混凝土箱梁受力性能的试验研究[A];第十六届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2004年
4 王大庆;范重;尤天直;毕磊;;超长大跨度预应力混凝土结构设计[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
5 吴开成;金三爱;;预应力结构设计监测及应用[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
6 陈瑜;裴茂祥;罗伟;马越;;济南遥墙机场新航站楼预应力楼面构造设计[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
7 代伟明;李东彬;赵晖;;北京金鱼池学校屋顶操场预应力结构设计与施工[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
8 徐焱;周华;沈敏霞;刘凤阁;;预应力技术在奥运射击馆工程中的应用[A];第八届后张预应力学术交流会论文集[C];2004年
9 范重;李鸣;;预应力张杆支撑体系的研究与应用[A];第十一届空间结构学术会议论文集[C];2005年
10 颜海;;大跨度斜拉桥索塔环向预应力的有限元分析[A];第二届全国公路科技创新高层论坛论文集(上卷)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 肖习;中国产轴承致动器在美受调查[N];国际经贸消息报;2002年
2 ;模口间隙微位移调节装置[N];中国包装报;2004年
3 记者杨金瑞;美国“特保” 瞄准中国[N];中华工商时报;2002年
4 范莹迪 徐洪娓 本报记者 薛姐;政府的干预应该再少些[N];黑龙江日报;2004年
5 记者 蔡立军;2000MPa低松弛预应力钢铰线在津研制成功[N];中国冶金报;2004年
6 本报记者 赵三明;SKF:为汽车业提供多种解决方案[N];中国工业报;2007年
7 ;Bühler助力中国实现机电一体化[N];国际商报;2008年
8 罗伯特·伍德;飞行机器人:小身材大智慧[N];计算机世界;2008年
9 记者 付仲君;甘肃民营企业起草国家标准[N];中国质量报;2004年
10 深商;手机摄像头将有标准可依[N];中国贸易报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹淑瑛;超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型与控制技术[D];河北工业大学;2004年
2 杨兴;磁场与位移感知型超磁致伸缩微位移执行器及其相关技术研究[D];大连理工大学;2002年
3 郭全全;预应力数字化张拉技术及预应力结构中环境温度效应的研究[D];太原理工大学;2003年
4 许晓慧;基于PZT厚膜的MEMS微变形镜[D];中国科学技术大学;2008年
5 周严;Fe-Ga-Al磁致伸缩材料及其在致动器中的应用研究[D];河北工业大学;2009年
6 龚亚琦;IPMC电致动特性分析及其相关结构数值模拟[D];华中科技大学;2009年
7 杜运兴;预应力CFRP加筋土技术的应用与研究[D];湖南大学;2003年
8 吕永桂;基于压电致动器的柔性构件振动主动控制技术研究[D];浙江大学;2007年
9 杜设亮;精密机械仿生热稳定构件研究[D];浙江大学;2001年
10 丁根芳;层合压电智能结构的数值模拟和振动控制研究[D];合肥工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王昌;Tb-Dy-Fe单晶的磁致伸缩效应及其在微位移致动器中的应用研究[D];武汉理工大学;2002年
2 刘楚辉;基于超磁致伸缩材料的微位移致动器设计与研究[D];浙江大学;2004年
3 林玉;层合状压电致动器的可靠性分析与几何优化[D];天津大学;2004年
4 翁玲;磁致伸缩致动器控制系统的研制[D];河北工业大学;2003年
5 傅龙珠;稀土超磁致伸缩致动器的设计及实验研究[D];浙江大学;2003年
6 陈阳;光学式非接触厚度-微位移测量仪的研制[D];哈尔滨理工大学;2003年
7 张淑敏;光纤在微位移及表面粗糙度测量中的应用[D];长春理工大学;2004年
8 王杉;多点微位移自动检测仪[D];山东科技大学;2004年
9 王寄远;光纤在微位移测量中的应用[D];长春理工大学;2004年
10 王晓波;预应力公司系统管理的实践与研究[D];重庆大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026