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      超磁致伸縮材料ΔE效應(yīng)理論建模與試驗研究

      李波; 朱彥超; 舒亮; 陶孟侖; 楊家斌 武漢理工大學智能制造與控制研究所; 武漢430063; 溫州大學浙江省低壓電器智能技術(shù)重點實驗室; 浙江溫州325027

      關(guān)鍵詞:超磁致伸縮 磁彈性效應(yīng) 

      摘要:為研究超磁致伸縮材料的ΔE效應(yīng),采用Jiles-Atherton模型和磁彈性效應(yīng)相結(jié)合的方法,提出了一種考慮動態(tài)應(yīng)力影響及系數(shù)變化的磁化模型。分別對磁場和應(yīng)力作用下超磁致伸縮材料的磁場-磁化關(guān)系和應(yīng)力-磁化關(guān)系進行建模,并根據(jù)胡克定律以及二次疇轉(zhuǎn)模型計算出材料在應(yīng)力和磁場綜合作用下的總應(yīng)變,得到不同外加磁場下材料的應(yīng)變-應(yīng)力環(huán)。通過對應(yīng)變-應(yīng)力曲線斜率的計算,得到超磁致伸縮材料在不同外加磁場下,彈性模量隨應(yīng)力變化規(guī)律。搭建了應(yīng)力測試裝置,對不同磁場作用下Terfenol-D的磁化-應(yīng)力響應(yīng)和應(yīng)變-應(yīng)力響應(yīng)測試,試驗結(jié)果與模型計算結(jié)果基本一致,結(jié)果表明,ΔE效應(yīng)是磁場能量和應(yīng)力各向異性平衡的結(jié)果,Terfenol-D最大彈性模量變化達到513%。研究成果為新型機電系統(tǒng)變剛度設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和調(diào)控手段。

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