一、我国直径最大的稀土超磁致伸缩材料研制成功（论文文献综述）
房善想[1]（2021）在《面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划与柔顺控制研究》文中研究表明航空发动机叶片的表面强化对提高发动机使用寿命和工作效率、提升飞机飞行安全具有重要意义。由于叶片的材料钛合金具有比强度高的特点,对其进行超声强化需要大振幅稳定输出的超声换能器。另外,为了提高超声强化的自动化水平和实现叶片表面的高精度强化加工,需要应用工业机器人装载强化装置以自动完成工艺过程,并且工业机器人工作时需要进行特定的运动规划以及接触力的柔顺控制。本文的研究内容包括四个部分。（1）可提供大振幅稳定输出的超声表面强化换能器研制。对于TC4钛合金的超声强化,需要换能器提供持续稳定的大振幅输出。采用稀土超磁致伸缩材料代替压电陶瓷来研制超声换能器,以Terfenol-D棒为核心元件设计复合振子,提高前后振速比与振动稳定性。通过复合振子模态分析,得到振型良好的固有频率,获得大振幅输出,同时稀土超磁致伸缩换能器的整体有限元磁场分析验证了其整体磁场封闭并且分布合理。经测试,所研制的换能器在方波20 k Hz的条件下,输出振幅可达11.3μm,测试材料强化区域的表面质量分布均匀良好,体现出换能器能够保持有效振幅的持续稳定输出。（2）基于超声表面强化动力响应的机器人运动规划。一方面构建关于TC4钛合金超声表面强化动力响应模型,获取强化过程中的工具头运动状态及压深信息。另一方面基于此响应模型对航空叶片表面超声强化路径点进行合理提取,使整体路径分布可根据叶片表面曲率自适应调整,在保证强化质量的同时提高效率。为描述超声强化工具头在机器人任务空间的位姿,建立机器人与末端超声强化装置的联合运动学模型,基于四元数球面立体插值法进行平滑的工具头姿态轨迹规划。通过算法仿真验证,得到适用于叶片表面超声强化的机器人运动规划方法。（3）机器人超声表面强化接触力柔顺控制。将机器人的位置控制和力控制进行解耦,采用智能控制方法对柔顺力控制装置的输出力进行控制,解决航空叶片表面超声强化作业过程中在多冲击与震荡工况环境下的接触力恒定控制问题。通过时域测定法对柔顺力控制装置系统进行参数辨识,获得其实验测定模型。将模糊PID控制器与RBF神经网络相结合进行柔顺力控制装置的输出接触力恒定控制,使控制器具有自适应性和智能性,改善系统的响应性能和跟随鲁棒性。该柔顺控制策略实现了对柔顺力控制装置系统的控制优化,有效提升柔顺控制器的静态特性和动态特性。（4）航空叶片的机器人超声表面强化实验。通过分析柔顺力控制系统的响应性能、控制精度与跟随鲁棒性,验证采用模糊RBF神经网络PID控制方法可以有效提高柔顺力控制装置输出力的响应性能,提高系统动态特性,实现系统的快速调节。设计响应曲面实验法,研究机器人超声强化加工主要工艺因素对强化后的表面粗糙度以及表面硬度的交互影响规律,并获取最优的加工参数组合。钛合金叶片表面经机器人超声强化后形成规则均匀的条纹状强化纹理,表面粗糙度由Ra2.7μm降低到Ra 0.8μm左右,表面硬度从585 HL提高到672 HL左右,表面残余压应力最大可达841 MPa,压应力层深度接近1.2 mm,从而为面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划及柔顺控制技术的实际应用提供可行性参考。
陈彦丰[2]（2021）在《超磁致伸缩作动器动力学模型构建及特性分析研究》文中研究说明超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrietive Material,GMM）作为一种高效的电—磁—机转换的智能材料。与其他传统的智能材料相比,GMM具有磁机转换率高、饱和磁致伸缩系数大、响应时间短、频响特性高以及输出力大等优点。因此,在传感器、换能器、航空航天、智能制造、振动主动控制等领域有着巨大的市场,并吸引了很多科学家、科研机构以及各国大学的研究。因此,基于GMM设计的作动器（Giant Magnetostrictive Actuator,GMA）成为当前科研人员研究的热点。在掌握了GMM的基本特性和GMA的设计原理的基础上,设计了一款能长期工作且输出力大的超磁致伸缩作动器。主要研究内容如下:首先,掌握GMM的基本特性,超磁致伸缩作动器基本构造与工作原理后。对GMM棒选型并确定几何参数、根据GMM棒的尺寸确定电磁线圈几何参数、为了提升作动器的输出性能和工作温度设计了预压力机构以及冷却装置等。其次,为优化超磁致伸缩作动器的工作特性,解决超磁致伸缩作动器的内部磁场强度和均匀度问题。首先从超磁致伸缩作动器的结构与工作原理作为研究出发点,建立了超磁致伸缩作动器的等效磁路模型并针对内部磁回路进行了分析。其次结合麦克斯韦电磁学基本理论,在ANSYS软件中建立了GMA的有限元模型。最后,通过仿真分析超磁致伸缩作动器的开路磁路、闭路磁路、导磁体材料的相对导磁率和导磁体厚度对GMM棒上磁场强度、磁感应强度和均匀度的影响。再次,为从理论上获得了超磁致伸缩作动器动力学特性。首先采用振动理论分析方法,求解出GMM棒的质量、刚度及阻尼的等效参数。其次为了有效地建立超磁致伸缩作动器动力学模型,在六条假设的前提下,建立了的超磁致伸缩作动器的等效动力学模型,同时结合达朗贝尔原理和牛顿第二定律等物理学理论,推导出超磁致伸缩作动器的系统传递函数。在MATLAB中搭建超磁致伸缩作动器动力学仿真模型,用时域分析法和频率分析法定性和定量地分析系统等效质量、系统等效刚度、系统等效阻尼以及电磁线圈匝数各参数对超磁致伸缩作动器的系统总体性能的影响。最后,通过现有综合测试平台进行了预压力、驱动电流对输出力的特性试验,得到了当预压力为10 MPa时,超磁致伸缩棒发挥出更好的性能,此时超磁致伸缩作动器输出力也最大,约为1420 N,这与超磁致伸缩材料在预压应力为10 MPa时饱和磁致伸缩系数总体最大相吻合。当驱动电流为3.5 A时,超磁致伸缩作动器在单位电流下的输出力最大约为383 N/I,而且效率更高。
崔路飞[3]（2020）在《基于逆磁致伸缩效应的压力传感器设计与研究》文中研究说明超磁致伸缩材料—Giant Magnetostrictive Material（简写为GMM）凭借诸多效应而应用于高尖科技领域,而传感器领域作为现代的前沿科学领域,无论在自动控制方面还是在自动检测中都起着举足轻重的作用,把超磁致伸缩材料与传感器技术相结合一直是国内外研究的课题。维拉里效应是GMM的一个重要特性,应用其特性可以设计成逆磁致伸缩压力传感器,逆磁致伸缩压力传感器和传统的压力传感器相比较,具有过载能力强、抗干扰能力好、适用于比较复杂的环境等优点。因此,本文基于GMM逆效应机理,并结合GMM压力传感器存在漏磁问题,设计出一种闭合磁路装置,在此结构基础上提出了逆磁致伸缩压力传感器的设计方案,论文主要工作内容如下:（1）基于GMM逆效应机理和现有超磁压力传感器不足,设计出一种闭合磁路装置,在此基础上提出了逆磁致伸缩压力传感器的构思方案。通过对维拉里效应的介绍,引入了偏置磁场,在此基础上对偏置线圈参数进行理论计算,并验证出第四章仿真的最佳偏置电流I=2.4A是比较合理的。而且设计了相关的结构,具体包括GMM棒、闭合磁路装置、测量装置等结构,并介绍了它们的功能和用途同时选取了合适的材料。（2）逆磁致伸缩压力传感器的磁路分析与结构优化。首先,对闭合磁路结构进行有限元仿真研究,得出其结构的合理性。然后,对闭合磁路结构中的导磁体长度、圆通磁轭厚度与偏置线圈的长度进行单一优化,在优化的过程中,引入了磁通密度不均匀度η作为衡量标准。最后,通过正交试验对其进行筛选,得出偏置线圈长度对磁通密度不均匀度η影响最大,而圆通磁轭的厚度对试验结果η影响最小,并根据试验结果得出最佳组合方案。（3）逆磁致伸缩压力传感器的理论模型与仿真研究。首先,基于逆磁致伸缩压力传感器的特性建立了传感器理论模型;然后,利用COMSOLMultiphysics软件对预压力、偏置电流进行仿真研究,分别得到不同偏置电流在恒定压力下的GMM棒内部的磁化强度分布云图、不同压力在恒定偏置电流下GMM棒内部的磁化强度分布云图、最佳预压力与最佳偏置电流;在此基础上,对仿真出的数据进行统一化处理,对处理后的数据进行拟合,最后对传感器的灵敏度等静态特性进行研究。图[38]表[12]参[76]
王安明[4]（2020）在《超磁致伸缩激振器的结构设计、系统建模及参数辨识研究》文中研究表明超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material,GMM）是一种性能优越的功能材料,具有应变系数大、转换效率高、响应速度快、功率密度高、频率特性好、居里温度高等突出优点。应用GMM开发超磁致伸缩激振器,能够弥补机械式激振器的不足:振动频率低于200Hz,很难接近高刚度构件的固有频率;激振力不能平滑调节;采用电机驱动,可靠性低,寿命短。然而,长期以来,机械式激振器在振动时效领域占据主导地位,因此,研究超磁致伸缩激振器,对振动时效技术的进一步推广,加速振动时效设备更新换代乃至产业升级,具有重要意义。本文以超磁致伸缩激振器为研究对象,对其结构设计、系统建模、参数辨识、热损耗分析、热传导模型和响应特性进行了研究。设计了超磁致伸缩激振器的原理样机并进行了试验,研究成果对超磁致伸缩激振器的理论分析和工程设计具有指导意义,制作的原理样机在振动时效领域具有应用价值。研制了超磁致伸缩激振器。当动态磁场下的磁致伸缩系数很大时,需要的磁场强度也随之增加,驱动线圈的设计受到线圈匝数、电流大小、线圈电感和时间常数等因素的限制,激振器的工作频率难以满足设计要求,驱动线圈的功率损耗不能有效控制。为此,选取适当的磁致伸缩系数以缩小磁场强度的动态范围,增大GMM棒的横截面积以获得足够的输出力。驱动线圈采用减少匝数、增加线径、增大电流的设计方案,以减小电感、降低损耗。利用超磁致伸缩材料的倍频效应,不加偏置磁场,优化磁路结构。采用玻莫合金提高磁导率,以降低磁阻,减少漏磁,提高磁场均匀性。对驱动线圈的时间常数进行补偿,缩短响应时间,提高超磁致伸缩激振器的动态性能。建立了超磁致伸缩激振器的系统模型。超磁致伸缩激振器的系统建模包含磁致伸缩模型、磁化模型和结构动力学模型三部分。其中,磁致伸缩模型描述磁化强度与磁致伸缩系数的关系,应用二次畴转模型建立;磁化模型描述磁场强度与磁化强度的关系,由Jiles-Atherton模型建立,该模型物理含义明确,但包含5个待定参数;结构动力学模型由位移模型和激振力模型构成,运用牛顿第二定律建立。磁致伸缩模型、磁化模型和结构动力学模型相结合,能够清晰反映激振电流与激振力的关系。应用免疫遗传算法辨识了 Jiles-Atherton模型的待定参数。为避免参数设置不当引起种群早熟,致使搜索结果陷入局部最优,采用自适应策略,动态调整交叉概率和变异概率,应用免疫遗传算法对Jiles-Atherton模型进行参数辨识;以辨识结果为依据,基于最小二乘法,运用线性函数对磁场强度与磁化强度进行曲线拟合,建立了线性磁化模型以代替Jiles-Atherton模型,应用于超磁致伸缩激振器的控制,克服了 Jiles-Atherton模型求解过程复杂、不易工程应用的缺点,为激振电流-激振力控制提供参考依据。建立了散热器的热传导模型。在最高频率的动态磁场下,当GMM棒的直径一定时,考虑复数磁导率估算磁滞损耗,应用伽辽金加权余量有限元法估算涡流损耗,分析表明,磁滞和涡流是产生损耗的次要因素,电阻损耗是驱动线圈发热的主要因素。为了实现自然冷却,设计了环形肋片结构的铝质散热器,运用热力学第二定律,建立了散热器的热传导模型,并计算了散热效率。散热性能的仿真和试验结果显示,激振器的最高温度得到有效控制,设计的散热器能够保证激振器的稳定工作。验证了超磁致伸缩激振器系统模型的准确性。应用非正弦周期量的分析方法,以傅里叶级数前4项为激振电流的近似表达式,描述了激振电流、磁场强度、磁化强度、磁致伸缩系数、GMM棒输出力与激振力之间的关系,在激振器工作频率范围内,激振电流与激振力近似线性关系。试验表明,激振器阶跃响应的上升时间、峰值时间、响应时间、超调量和时间常数与理论分析相符。当激振电流在2.5～30A内变化时,磁场强度为1.5～31.5A/m,磁化强度为12.9～216.9A/m,激振力可在0.343～9.98kN内调节,最大激振力满足设计要求,验证了由磁致伸缩模型、线性磁化模型与结构动力学模型建立的超磁致激振器系统模型的准确性。
高斯佳[5]（2020）在《基于低频超声导波的铝板结构健康监测方法研究》文中研究表明超声导波作为一种高效、先进、低成本的无损检测方法,近年来已经应用于板状结构的结构健康监测,针对于板材的检测,超声Lamb波是最常用的导波,低频条件下的超声Lamb波在远距离传播时衰减性低,点-点检测即可携带整个传播路径上的结构信息。本文基于超磁致伸缩材料在磁-机耦合领域的应用,研制出一种适用于激励低频导波信号的换能器并结合先进高效的检测方法用于铝板结构健康监测,主要工作内容如下:（1）从弹性力学和应力波的基础理论出发,深入剖析了Lamb波和SH波在自由各向同性板中的传播机理,对板中导波的两种基本模态（对称模态和反对称模态）进行分析。求解Lamb波和SH波的频率方程并绘制出在铝板中的频散曲线,阐述了不同模态群速度、相速度与频厚积之间的关系。（2）详细阐述了磁致伸缩效应,对超磁致伸缩材料Galfenol的参数性能做出详细介绍,根据该材料优异的磁特性,利用磁-机耦合原理,研制出一种适合激励低频导波的换能器,通过有限元软件模拟换能器工作过程,验证该换能器用于激励低频导波的可行性。从提高信号强度以及减少导波模态的角度在理论上优化换能器结构以及激励方式,并通过有限元仿真对该优化方式进行验证。（3）提出超声导波结合机磁阻抗的测量方法,在利用超声Lamb波损伤定位的前提下从磁致伸缩材料的压磁方程出发,推导出计算机磁阻抗的理论公式。然后,结合换能器自身的属性对理论公式进行等效转换,推导出可以实际应用的机磁阻抗计算公式。提出一个同时适用于超声导波和机磁阻抗的损伤指数,并通过一个融合标准实现两种测试信号的数据融合,最后得到一个综合损伤指数,这个指数可以用于确定损伤程度。（4）结合已完成的理论、方法分析,制作低频导波换能器实物,通过实验对换能器的特性进行评价,确定其最佳工作频率。提出利用超声Lamb波不同模态高效检测缺陷的方法,确定缺陷位置。
赵萌[6]（2020）在《高灵敏度GMM-FBG电流传感器》文中进行了进一步梳理目前光学电流互感器发展迅猛,尤其是基于超磁致伸缩材料（Giant Magnetostrictive Material,GMM）与光纤光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）的电流传感器,因其优良的性能而被广泛研究和应用。本文在研究超磁致伸缩材料光纤光栅电流互感器原理的基础上,设计了一种具有高灵敏度高测量带宽的GMM-FBG电流传感器结构。具体工作如下:深入分析了超磁致伸缩材料与光纤光栅的电流传感器工作原理,在此基础上,结合光纤光栅的传感特性、超磁致伸缩材料的磁响应特性及应变特性,设计了具有特殊结构的高导磁回路,并应用Ansoft仿真软件对所设计的传感器磁路结构进行仿真优化,在减小线圈温度升高对GMM和FBG产生影响的情况下,使驱动线圈产生的磁场最大效率导入GMM,以达到最小电流驱动下获得最大测量灵敏度的目的。根据GMM的预应力特性设计了对GMM外施预应力结构,通过给GMM施加预应力进一步增大了传感器的灵敏度。另外对整个预施应力结构的幅频特性进行了研究,通过精心设计与仿真优化,在显着提高传感器灵敏度的情况下使整个结构具有较高的一阶固有频率。最后制作高灵敏度GMM-FBG电流传感器,构建光纤光栅传感系统实验平台,通过工频交流试验和频响特性试验验证了方案的可行性,并对实验结果进行了分析。通过频响特性实验得到传感器的一阶固有频率为8.1kHz,与仿真7.8kHz结果相近,证明了仿真的正确性。因此电流互感系统的测量带宽为8.1kHz,满足对工频电流测量的需求。
邱冶[7]（2020）在《超磁致伸缩驱动磁流体轴承及其半主动控制研究》文中指出轴承是旋转机械中最重要的基础元件,可保障机械运转的稳定性和精度。随着轴承-转子系统的发展,对系统的可靠性、安全性等方面的要求也随之提高,这使得改善轴承性能成为亟待解决的问题。为解决上述问题,提出利用超磁致伸缩材料和磁流体材料设计性能更加优异的超磁致伸缩驱动磁流体轴承。磁流体以及超磁致伸缩材料是新型的智能材料,可用于振动控制,其控制效果优于传统的智能材料。将上述材料应用于轴承的设计中可大幅提高轴承的使用寿命、负载能力以及位置精度,并且能够实现对振动的半主动控制功能。本文基于磁流体的粘度可控特性以及超磁致伸缩材料的位移可控特性,设计了超磁致伸缩驱动磁流体轴承的主体部分以及控制系统,并对外加电流下超磁致伸缩驱动磁流体轴承的半主动控制特性进行了研究。论文首先对超磁致伸缩驱动磁流体轴承所用的磁流体轴承进行了分析,根据磁流体轴承的工作间隙确定超磁致伸缩驱动器的位移调节范围,得到超磁致伸缩驱动器的结构参数;依据超磁致伸缩驱动器与磁流体轴承的结构参数,设计了超磁致伸缩驱动磁流体轴承主体部分的预紧装置以及轴承座。利用优化设计方法,对超磁致伸缩驱动器的结构参数进行了优化,通过ANSYS有限元分析软件仿真研究了优化前后的超磁致伸缩驱动器的内部磁场,验证了超磁致伸缩驱动器设计的合理性。仿真结果表明,优化后的超磁致伸缩驱动器内部磁场分布均匀,无明显漏磁现象,驱动器设计合理;为了进一步测试优化后超磁致伸缩驱动器的性能,基于Lab VIEW数据采集平台搭建了驱动器的性能测试系统,对驱动器的输出性能进行了分析;采用PID控制器设计了磁流体滑动轴承半主动控制系统,利用simulink对该系统进行仿真分析,验证了设计的磁流体滑动轴承半主动控制系统的可行性。仿真结果表明,该系统可行有效,能够实现对振动的抑制,为研究超磁致伸缩驱动磁流体轴承的实验性能提供了理论和实验依据。
韩旭[8]（2020）在《大功率超磁致伸缩换能器设计与测试分析》文中认为随着国际海洋权益之争愈演愈烈,各海洋强国均制定更加全面的水下主动探测系统发展规划,以应对日益严重的水下国防安全问题。大功率电声换能器是水下远程主动探测系统的关键装备,超磁致伸缩材料是制造低频大功率电声换能器的理想材料,具有应变量大、能量密度大、机电耦合系数大和响应速度快等特点。本文基于超磁致伸缩材料研制了一种谐振频率为1000Hz,声源级为194d B的大功率低频超磁致伸缩换能器。主要研究内容如下:（1）针对超磁致伸缩换能器的能量高效转换以及低频大功率发射的要求,研究了多根超磁致伸缩棒组合式磁路结构以及机械结构。对超磁致伸缩纵振换能器的结构进行了优化设计,其中包括稀土超磁致伸缩棒的设计、前辐射头与后质量块的设计、中心应力杆的设计、多根超磁致伸缩棒组合式磁路的优化设计、交流线圈与直流线圈的设计以及碟簧与预应力的设计等。最后依据超磁致伸缩纵振换能器的整体设计结构,制作了实验样机。（2）针对目前国内外超磁致伸缩材料参数测量体系的不完善,测量精度较低等问题,首先提出一种对于磁导率,压磁系数,柔顺系数等多个轴向磁机特性参数的测量方法。搭建了超磁致伸缩材料轴向特性参数的测量平台,准确提取了材料轴向磁机特性参数。通过与谐振频率法测量结果对比,验证所提方法的正确性;其次搭建了超磁致伸缩切向磁机特性参数测量平台,并利用参数拟合法准确提取了材料切向磁机特性参数;最后结合测量的轴向和切向磁机特性参数,利用有限元仿真分析预测了所设计换能器的阻抗特性以及声源级大小。（3）为验证基于有限元仿真分析换能器设计的合理性,搭建了实验论证平台。首先搭建了换能器磁场测量平台,在永磁体偏置以及直流线圈偏置下测量分析了三种磁路结构的磁场分布,测量结果验证了磁路设计的合理性;然后搭建了换能器阻抗测量平台,阻抗测量结果验证了有限元仿真结果的准确性;最后对换能器进行静态位移特性测试和动态位移特性测试,并在湖泊环境下进行了电声发射性能测试,声源级达到194d B,测试结果验证了换能器设计的合理性。
杨均权[9]（2020）在《超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法与实验研究》文中进行了进一步梳理随着稀土超磁致伸缩材料的应用与发展,超磁致伸缩换能器的输出功率、可控性与频率响应等众多性能都得到了显着的提高,引起了国内外学者的高度重视与广泛研究。然而超磁致伸缩换能器的阻抗特性十分复杂,实际工况中的大信号下的阻抗参数与小信号下的阻抗参数存在较大的差别。本文以低频大功率稀土超磁致伸缩换能器为研究对象,研究其在大信号下的阻抗特性及阻抗匹配理论与方法,为其与电源间能量的高效传递提供了重要的理论和实践指导。本文的主要工作和创新点主要体现在以下几个方面:（1）针对稀土超磁致伸缩换能器随频率与工况变化的复杂阻抗特性,对其阻抗匹配理论及设计方法进行了详细地阐述。单调谐静态阻抗匹配和双调谐静态阻抗匹配原理简单、容易实现;基于投切电容的动态阻抗匹配方法可以跟随换能器阻抗的变化;连续有源阻抗匹配方法可以实现快速、连续的动态阻抗匹配,仿真验证了有源阻抗匹配方法的准确性和有效性。（2）设计并搭建了纵振型超磁致伸缩换能器实验平台,模拟超磁致伸缩换能器的阻抗特性,并详细阐述了各个部件的设计理论和方法,同时,利用COMSOL有限元软件对该实验平台进行了磁场仿真分析和模态仿真分析,验证了其磁场设计和机械结构设计的合理性。（3）研究了基于FFT分析的相位差检测和阻抗测量方法,与经典的阻抗测量方法相比,可以实现大信号下换能器阻抗参数的快速扫频测量,并显着提高对谐波和噪声的抗干扰能力以及测量精度。根据该方法设计了基于Lab VIEW和数据采集卡NI6361的大信号阻抗扫频测量平台,对本文设计的超磁致伸缩换能器大信号下的阻抗特性进行了扫频测量,并与由阻抗分析仪得到的小信号阻抗参数进行了对比。（4）搭建了基于Lab VIEW+数据采集卡NI6361的电容投切动态阻抗匹配实验平台,其可以跟随换能器负载的变化,动态调整匹配网络的参数,始终保持功率放大器的高功率因数输出,实验结果验证了该方案的有效性。
许延峰[10]（2020）在《超磁致伸缩材料驱动低频宽带弯张换能器研究》文中提出振动式声源,包括采用压电材料和磁致伸缩材料驱动的声源,不仅应用于水声工程领域的研究,如低频主动探测、水声通信和海洋声传播研究等,而且还广泛用于海洋探测、地质勘探以及油气行业的地声探测。然而,目前所使用的很多声源都受频率、带宽和功率的约束,从而限制了它们在海洋探测中的使用。具有低频、宽带、大功率特点的振动式海洋声源的需求一直存在,低频大功率换能器也是水声工程研究的重要方向。研究主要针对声源如何实现低频宽带大功率声发射问题。换能器利用双IV型弯张壳体结构,代替传统有源材料PZT晶堆或稀土棒作为驱动振子,使换能器的谐振频率有效下降;利用双壳结构同相和反相两种振动模态实现换能器在低频段的宽带发射;利用两级壳体位移放大结构实现驱动振子位移的两级放大。有源驱动材料采用具有大应变系数的稀土超磁致伸缩材料Terfenol-D,通过设置合理的预应力工作点和偏置磁场条件,使稀土超磁致伸缩材料性能充分发挥,实现声源的大功率声发射。利用有限元软件COMSOL对低频宽带换能器进行仿真分析和结构优化,包括对换能器壳体结构的优化、稀土材料偏置磁路的优化以及预应力的设置分析。根据优化结果确定换能器的结构尺寸,进行零部件的加工,最终制作出换能器样机进行水下测试。换能器样机的实际测试结果表明,换能器同相谐振频率为320Hz,反相谐振频率为500Hz,工作带宽260Hz,最大发送电流响应181d B,带内起伏10d B。最终的测试结果表明,采用超磁致伸缩材料驱动的换能器在低频段拓展了发射带宽,同时具有大功率发射的特点。
二、我国直径最大的稀土超磁致伸缩材料研制成功（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、我国直径最大的稀土超磁致伸缩材料研制成功（论文提纲范文）
（1）面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划与柔顺控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 相关技术研究综述 |
| 1.2.1 航空叶片表面强化的研究现状 |
| 1.2.2 超声表面强化技术的研究现状 |
| 1.2.3 机器人自由曲面加工技术的研究现状 |
| 1.3 关键问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 2 稀土超磁致伸缩换能器的研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 面向航空叶片表面的机器人超声强化系统 |
| 2.3 稀土超磁致伸缩换能器的特性分析 |
| 2.3.1 换能器的整体结构分析 |
| 2.3.2 稀土超磁致伸缩材料特性分析 |
| 2.3.3 复合振子的振速比分析 |
| 2.4 稀土超磁致伸缩换能器的有限元分析 |
| 2.4.1 复合振子的模态分析 |
| 2.4.2 换能器的有限元磁场分析 |
| 2.5 稀土超磁致伸缩换能器的性能测试 |
| 2.5.1 换能器的电源选配 |
| 2.5.2 换能器的输出振幅测试 |
| 2.5.3 换能器的超声表面强化加工测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于超声表面强化动力响应的机器人运动规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TC4 钛合金表面超声强化动力响应模型 |
| 3.2.1 TC4 钛合金的非线性等向强化与随动硬化本构模型 |
| 3.2.2 超声表面强化动力冲击响应 |
| 3.2.3 超声表面强化工具头运动状态仿真分析 |
| 3.3 面向航空叶片表面超声强化的机器人运动路径规划 |
| 3.3.1 超声强化工具头加工接触点规划 |
| 3.3.2 机器人超声强化路径行距规划 |
| 3.4 超声强化工具头在机器人运动空间中的位姿表达 |
| 3.4.1 机器人与末端超声强化装置的联合运动学分析 |
| 3.4.2 基于四元数球面立体插值的工具头姿态轨迹规划 |
| 3.5 叶片表面的机器人超声强化运动路径规划仿真 |
| 3.5.1 机器人超声表面强化系统坐标变换 |
| 3.5.2 机器人超声表面强化运动路径规划仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 机器人超声表面强化接触力柔顺控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机器人超声表面强化的力/位控制方法 |
| 4.3 柔顺力控制装置模型参数辨识 |
| 4.3.1 柔顺力控制装置传递函数模型 |
| 4.3.2 柔顺力控制装置传递函数模型参数辨识 |
| 4.4 柔顺力控制装置输出接触力的模糊PID控制 |
| 4.4.1 接触力的模糊控制 |
| 4.4.2 接触力的模糊PID控制方法 |
| 4.4.3 接触力模糊PID控制仿真研究 |
| 4.5 柔顺力控制装置输出接触力的模糊RBF神经网络PID控制 |
| 4.5.1 模糊RBF神经网络PID控制原理 |
| 4.5.2 接触力模糊RBF神经网络PID控制器设计 |
| 4.5.3 接触力模糊RBF神经网络PID控制仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 航空叶片表面的机器人超声强化实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔顺力控制装置软硬件控制平台的实现 |
| 5.3 接触力柔顺控制算法实验研究 |
| 5.3.1 接触力柔顺控制算法实验方案 |
| 5.3.2 接触力阶跃响应实验 |
| 5.3.3 接触力正弦跟随实验 |
| 5.4 单条路径下柔顺力控制装置输出力控制算法实验研究 |
| 5.5 机器人超声表面强化加工参数优化实验研究 |
| 5.5.1 响应曲面设计法实验方案 |
| 5.5.2 回归方程模型的建立与分析 |
| 5.5.3 表面强化质量的响应曲面分析 |
| 5.6 钛合金航空叶片的机器人超声强化质量评价 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）超磁致伸缩作动器动力学模型构建及特性分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超磁致伸缩材料的发展与研究现状 |
| 1.2.2 超磁致伸缩作动器的研究现状 |
| 1.2.3 超磁致伸缩作动器的应用现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 1.3.1 论文研究的内容 |
| 1.3.2 论文研究的方法 |
| 1.4 论文整体框架 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 超磁致伸缩作动器工作原理及结构设计 |
| 2.1 超磁致伸缩材料的基本特性 |
| 2.1.1 超磁致伸缩现象和机理 |
| 2.1.2 超磁致伸缩材料特性 |
| 2.1.3 超磁致伸缩材料非线性特性 |
| 2.2 超磁致伸缩作动器原理及其结构设计 |
| 2.2.1 超磁致伸缩作动器工作原理 |
| 2.2.2 超磁致伸缩棒的几何选型 |
| 2.2.3 电磁线圈的几何参数设计 |
| 2.2.4 预压机构设计 |
| 2.2.5 散热装置设计 |
| 2.2.6 总体结构和参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 超磁致伸缩作动器磁场分析 |
| 3.1 超磁致伸缩器磁场的电磁学理论分析 |
| 3.1.1 电磁学基本理论 |
| 3.1.2 超磁致伸缩作动器磁路设计 |
| 3.2 超磁致伸缩作动器磁场有限元建模 |
| 3.2.1 ANSYS介绍 |
| 3.2.2 超磁致伸缩作动器有限元建模 |
| 3.3 超磁致伸缩作动器有限元仿真分析 |
| 3.3.1 开闭磁路对GMM棒的磁场影响 |
| 3.3.2 上下导磁体的相对导磁率对GMM棒的磁场影响 |
| 3.3.3 上下导磁体的厚度对GMM棒的磁场影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 超磁致伸缩作动器动力学建模及特性分析 |
| 4.1 超磁致伸缩作动器建模过程分析 |
| 4.2 超磁致伸缩作动器动力学模型构建 |
| 4.2.1 动力学等效模型参数 |
| 4.2.2 超磁致伸缩作动器动力学模型 |
| 4.3 超磁致伸缩作动器响应特性仿真分析 |
| 4.3.1 系统等效质量对动态性能的影响 |
| 4.3.2 系统等效刚度对动态性能的影响 |
| 4.3.3 系统等效阻尼对动态性能的影响 |
| 4.3.4 线圈匝数对动态性能的影响 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 超磁致伸缩作动器动力学特性试验与分析 |
| 5.1 超磁致伸缩作动器试验平台 |
| 5.2 预压力对超磁致伸缩作动器输出力的影响 |
| 5.3 驱动电流对超磁致伸缩作动器输出力的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）基于逆磁致伸缩效应的压力传感器设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源和研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 超磁致伸缩材料的介绍及特点 |
| 1.2.1 超磁致伸缩材料介绍 |
| 1.2.2 超磁致伸缩材料的性能 |
| 1.2.3 GMM物理效应 |
| 1.3 超磁传感器的研究现状与应用 |
| 1.3.1 国外研究概况 |
| 1.3.2 国内研究概况 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 2 逆磁致伸缩压力传感器的逆效应机理与结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超磁材料逆效应机理 |
| 2.3 逆磁致伸缩压力传感器的结构设计 |
| 2.3.1 GMM棒的设计与选型 |
| 2.3.2 偏置线圈的设计 |
| 2.3.3 磁路设计 |
| 2.3.4 隔磁套筒与隔磁端盖设计 |
| 2.3.5 测量装置 |
| 2.4 逆磁致伸缩压力传感器的整体结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 逆磁致伸缩压力传感器的磁路分析与结构优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁路分析 |
| 3.2.1 磁路设计 |
| 3.2.2 磁场有限元模型 |
| 3.2.3 磁路仿真 |
| 3.3 逆磁致伸缩压力传感器结构优化 |
| 3.3.1 导磁体结构优化 |
| 3.3.2 圆通磁轭结构优化 |
| 3.3.3 偏置线圈结构优化 |
| 3.3.4 磁路结构最佳优化组合 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 逆磁致伸缩压力传感器的理论模型与仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 逆磁致伸缩压力传感器理论模型 |
| 4.3 预压力对传感器的影响 |
| 4.3.1 压力传感器几何模型与划分网格 |
| 4.3.2 预压力有限元仿真 |
| 4.4 偏置磁场有限元仿真研究 |
| 4.4.1 逆磁致伸缩压力传感器偏置磁场有限元模型 |
| 4.4.2 偏置电流和压力对磁化强度的影响 |
| 4.4.3 偏置电流对传感器输出电压的影响 |
| 4.5 传感器静态特性研究 |
| 4.5.1 灵敏度 |
| 4.5.2 线性度 |
| 4.5.3 测试量程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读硕士学位期间主要科研成果 |
（4）超磁致伸缩激振器的结构设计、系统建模及参数辨识研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 振动时效技术机理 |
| 1.3 振动时效技术设备 |
| 1.4 激振器概述及机械式激振器分析 |
| 1.4.1 激振器概述 |
| 1.4.2 机械式激振器的性能分析 |
| 1.5 超磁致伸缩器件的研究现状 |
| 1.5.1 典型的超磁致伸缩材料 |
| 1.5.2 超磁致伸缩材料的应用领域 |
| 1.5.3 超磁致伸缩器件的研究现状 |
| 1.5.4 超磁致伸缩激振器的关键技术 |
| 1.6 研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 2 超磁致伸缩激振器的结构设计 |
| 2.1 超磁致伸缩材料的工作机理 |
| 2.1.1 磁致伸缩的主要原因 |
| 2.1.2 场致变形的微观过程 |
| 2.2 超磁致伸缩材料的物理效应及主要参数 |
| 2.3 超磁致伸缩激振器设计的关键问题 |
| 2.3.1 激振器的设计流程和基本结构 |
| 2.3.2 驱动磁场类型及频率 |
| 2.3.3 激振器的性能指标与总体结构 |
| 2.4 GMM棒的几何参数及预紧机构设计 |
| 2.4.1 超磁致伸缩材料及其预压应力 |
| 2.4.2 GMM棒的几何参数 |
| 2.4.3 考虑涡流损耗的GMM棒体选型 |
| 2.4.4 预紧机构设计 |
| 2.5 驱动线圈设计与分析 |
| 2.5.1 驱动线圈的结构设计 |
| 2.5.2 驱动线圈的参数分析 |
| 2.6 磁路分析与设计 |
| 2.6.1 磁路设计 |
| 2.6.2 磁路的有限元分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 超磁致伸缩激振器的系统建模 |
| 3.1 磁致伸缩模型 |
| 3.2 磁化模型 |
| 3.3 磁滞非线性方程及其局部线性化 |
| 3.3.1 磁滞非线性方程 |
| 3.3.2 非线性方程的局部线性化 |
| 3.4 激振器的结构动力学建模 |
| 3.4.1 超磁致伸缩激振器的力学模型 |
| 3.4.2 超磁致伸缩激振器的数学模型 |
| 3.5 超磁致伸缩激振器的Simulink仿真 |
| 3.5.1 激振器的仿真模型 |
| 3.5.2 激振器的仿真结果分析 |
| 3.6 结构参数对激振器动态性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 超磁致伸缩激振器的参数辨识 |
| 4.1 模型参数辨识原理 |
| 4.1.1 连续模型的离散化 |
| 4.1.2 参数辨识目标 |
| 4.2 差分进化算法 |
| 4.2.1 差分进化算法设计 |
| 4.2.2 差分进化算法流程 |
| 4.3 免疫遗传算法 |
| 4.3.1 免疫遗传算法的自适应策略 |
| 4.3.2 免疫遗传算法设计 |
| 4.3.3 免疫遗传算法流程 |
| 4.4 辨识结果分析 |
| 4.4.1 首次辨识结果 |
| 4.4.2 重复辨识结果 |
| 4.5 磁化模型的线性化 |
| 4.5.1 磁滞回线的特征 |
| 4.5.2 磁化模型的线性化 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 激振器的热损耗分析与热传导模型 |
| 5.1 动态条件下的磁场分布 |
| 5.1.1 磁化过程中的能量关系 |
| 5.1.2 磁场强度与磁导率 |
| 5.2 GMM棒的磁滞损耗 |
| 5.3 GMM棒的涡流损耗 |
| 5.3.1 GMM棒的涡流模型 |
| 5.3.2 涡流模型的有限元求解 |
| 5.4 散热器的热传导模型与仿真 |
| 5.4.1 驱动线圈的传热方式 |
| 5.4.2 散热器的热传导模型 |
| 5.4.3 散热性能仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 超磁致伸缩激振器的分析与试验 |
| 6.1 激振电流与激振力的关系 |
| 6.2 激振器的响应特性分析 |
| 6.2.1 激振器的暂态响应 |
| 6.2.2 激振器的稳态响应 |
| 6.2.3 驱动线圈的阶跃响应 |
| 6.3 超磁致伸缩激振器的试验 |
| 6.3.1 预压应力试验 |
| 6.3.2 激振器的阶跃响应试验 |
| 6.3.3 幅频特性和相频特性试验 |
| 6.3.4 激振力试验 |
| 6.3.5 散热性能试验 |
| 6.3.6 超磁致伸缩激振器的应用 |
| 6.4 超磁致伸缩式与机械式激振器的对比 |
| 6.4.1 两种形式激振器的结构原理 |
| 6.4.2 激振器的频率-激振力特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 主要参数的名称、符号及单位 |
| 附录B 超磁致伸缩激振器原理样机 |
| 附录C 超磁致伸缩激振器驱动系统实验装置 |
| 附录D 振动时效控制系统运行界面 |
| 附录E 振动时效控制系统程序框图 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（5）基于低频超声导波的铝板结构健康监测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 课题相关领域的国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声导波检测技术的研究现状 |
| 1.2.2 超磁致伸缩换能器的研究现状 |
| 1.3 研究目的及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题的研究目的 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第二章 超声导波在各向同性板中的传播机理 |
| 2.1 弹性力学和应力波基础 |
| 2.2 自由板问题 |
| 2.2.1 自由板中应力波 |
| 2.2.2 群速度和相速度 |
| 2.3 Lamb波和SH波在自由板中传播机理 |
| 2.3.1 板中Lamb波传播机理 |
| 2.3.2 板中SH波传播机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 低频超声导波换能器研究与设计 |
| 3.1 超磁致伸缩材料 |
| 3.1.1 磁致伸缩现象的机理 |
| 3.1.2 Galfenol合金材料的基本特性 |
| 3.1.3 磁致伸缩材料的线性压磁方程 |
| 3.2 低频导波换能器的设计与验证 |
| 3.2.1 Galfenol棒超声换能器(GRUT)的设计 |
| 3.2.2 有限元验证 |
| 3.3 激励单一模态Lamb波换能器的优化与验证 |
| 3.3.1 磁致伸缩贴片形状优化 |
| 3.3.2 Lamb波激励方式优化 |
| 3.3.3 仿真设置 |
| 3.3.4 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 导波集成阻抗的测量方法建立 |
| 4.1 机磁阻抗 |
| 4.2 机磁阻抗集成超声导波复合检测机理研究 |
| 4.2.1 Lamb波定位原理 |
| 4.2.2 机磁阻抗模型建立 |
| 4.2.3 数据融合 |
| 4.3 机磁阻抗集成超声导波复合检测仿真验证 |
| 4.3.1 Lamb波检测仿真研究 |
| 4.3.2 机磁阻抗检测仿真研究 |
| 4.3.3 综合损伤指数计算及结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 关于GRUT对板材检测的实验 |
| 5.1 实验目的 |
| 5.2 实验设置 |
| 5.3 信号处理 |
| 5.3.1 小波去噪原理 |
| 5.3.2 小波去噪过程 |
| 5.4 GRUT性能评估 |
| 5.4.1 铝板中导波模态识别 |
| 5.4.2 GRUT最佳工作频率测试 |
| 5.5 基于GRUT激励低频Lamb波检测板内缺陷 |
| 5.5.1 Lamb波检测铝板内缺陷方法 |
| 5.5.2 A0模态判断板中缺陷 |
| 5.5.3 S0模态定位板中缺陷 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 全文总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）高灵敏度GMM-FBG电流传感器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光学电流传感器国内外研究现状 |
| 1.2.2 超磁致伸缩材料的发展 |
| 1.2.3 GMM-FBG电流传感器研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 高灵敏度GMM-FBG传感器传感原理及设计 |
| 2.1 GMM-FBG电流传感系统 |
| 2.2 光纤光栅传感系统 |
| 2.2.1 光纤光栅传感原理 |
| 2.2.2 光纤光栅传感信号调制解调原理 |
| 2.3 超磁致伸缩材料特性 |
| 2.3.1 磁致伸缩特性 |
| 2.3.2 超磁致伸缩材料的单极性特性 |
| 2.3.3 超磁致伸缩材料的预应力特性 |
| 2.4 高灵敏度GMM-FBG传感器的设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高灵敏度GMM-FBG传感系统仿真及实验 |
| 3.1 高灵敏度GMM-FBG传感系统磁路仿真及优化 |
| 3.1.1 电磁场边值问题的有限元法 |
| 3.1.2 传感磁路结构的仿真与优化 |
| 3.2 GMM-FBG电流互感器试验系统 |
| 3.2.1 高灵敏度电流传感器的制作 |
| 3.2.2 不同预应力下工频交流实验的研究与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 GMM-FBG电流互感器幅频特性研究 |
| 4.1 频响特性数值仿真 |
| 4.2 幅频特性实验 |
| 4.2.1 FBG解调方案的选择 |
| 4.2.2 幅频特性试验系统 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（7）超磁致伸缩驱动磁流体轴承及其半主动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及课题研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 超磁致伸缩驱动器的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 磁流体轴承的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究目标与研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 超磁致伸缩驱动磁流体轴承的主体设计 |
| 2.1 磁流体轴承的设计 |
| 2.2 超磁致伸缩驱动器的优化设计 |
| 2.2.1 超磁致伸缩材料的基本理论 |
| 2.2.2 超磁致伸缩驱动器优化设计基础 |
| 2.2.3 超磁致伸缩材料的参数设计 |
| 2.2.4 超磁致伸缩驱动器的磁场设计 |
| 2.3 轴承座与预紧装置设计 |
| 2.3.1 轴承座的设计 |
| 2.3.2 预紧装置的设计 |
| 2.4 超磁致伸缩驱动磁流体轴承主体部分的设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超磁致伸缩驱动器的磁场仿真与参数优化设计 |
| 3.1 磁场有限元分析简介 |
| 3.2 超磁致伸缩驱动器磁场有限元仿真 |
| 3.2.1 超磁致伸缩驱动器的结构及仿真模型 |
| 3.2.2 磁场分析前处理 |
| 3.3 超磁致伸缩驱动器的磁场仿真结果与分析 |
| 3.4 超磁致伸缩驱动器的参数优化 |
| 3.4.1 参数优化设计理论 |
| 3.4.2 驱动器性能影响的参数分析 |
| 3.4.3 超磁致伸缩驱动器的参数优化 |
| 3.5 优化后超磁致伸缩驱动器磁场分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超磁致伸缩驱动器的性能测试 |
| 4.1 超磁致伸缩驱动器性能测试系统原理 |
| 4.2 超磁致伸缩驱动器性能测试系统的搭建 |
| 4.2.1 性能测试系统硬件部分 |
| 4.2.2 性能测试系统软件部分 |
| 4.2.3 性能测试系统的安装与调试 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 超磁致伸缩驱动器的预压力-输出力实验 |
| 4.3.2 超磁致伸缩驱动器的预压力-输出位移实验 |
| 4.3.3 超磁致伸缩驱动器的电流-输出力实验 |
| 4.3.4 超磁致伸缩驱动器的电流-输出位移实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 超磁致伸缩驱动磁流体轴承控制系统的设计及性能研究 |
| 5.1 半主动控制系统的基本原理 |
| 5.2 PID控制器设计 |
| 5.2.1 磁流体轴承-转子系统力学模型及传递函数 |
| 5.2.2 PID控制器的参数整定 |
| 5.3 磁流体轴承的半主动控制系统仿真以及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文 |
| 作者在攻读硕士学位期间所获得的奖励 |
（8）大功率超磁致伸缩换能器设计与测试分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 电声换能器 |
| 1.2.1 压电换能器 |
| 1.2.2 电动式换能器 |
| 1.2.3 电磁式换能器 |
| 1.2.4 超磁致伸缩换能器 |
| 1.3 超磁致伸缩换能器理论与技术的研究现状 |
| 1.3.1 电-磁-机多物理场能量的高效转换 |
| 1.3.2 低频大功率换能器的结构设计 |
| 1.3.3 超磁致伸缩材料特性参数的综合测量技术 |
| 1.4 论文课题来源及各章节安排 |
| 第2章 超磁致伸缩换能器的设计 |
| 2.1 超磁致伸缩棒的设计 |
| 2.2 超磁致伸缩换能器机械结构设计 |
| 2.2.1 前辐射头和后质量块的设计 |
| 2.2.2 中心应力杆尺寸设计 |
| 2.3 超磁致伸缩换能器磁路设计与交直流线圈设计 |
| 2.3.1 超磁致伸缩换能器磁路的优化设计 |
| 2.3.2 交流线圈和直流线圈的设计 |
| 2.4 预应力装置设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 超磁致伸缩材料关键特性参数的测量方法与换能器有限元仿真分析 |
| 3.1 轴向磁机特性参数的测量方法及实验分析 |
| 3.1.1 轴向磁机特性参数 |
| 3.1.2 轴向磁机特性参数的测量方法 |
| 3.1.3 轴向磁机特性参数的测量平台以及测试系统 |
| 3.1.4 轴向磁机特性参数测量平台的阻抗建模 |
| 3.1.5 轴向磁机特性参数的拟合结果 |
| 3.2 切向磁机特性参数的测量方法及实验分析 |
| 3.2.1 切向磁机特性参数 |
| 3.2.2 切向磁机特性参数的测量方法 |
| 3.2.3 切向磁机特性参数的测量平台以及测试系统 |
| 3.2.4 切向磁机特性参数的拟合结果 |
| 3.3 超磁致伸缩换能器的有限元仿真分析 |
| 3.3.1 超磁致伸缩换能器的有限元磁场仿真 |
| 3.3.2 超磁致伸缩换能器的模态仿真分析 |
| 3.3.3 超磁致伸缩换能器的谐响仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超磁致伸缩换能器的性能测试与分析 |
| 4.1 超磁致伸缩换能器的磁场强度测试与分析 |
| 4.2 超磁致伸缩换能器的阻抗特性测试与分析 |
| 4.2.1 直流线圈偏置下换能器的阻抗测量 |
| 4.2.2 预应力条件下换能器的阻抗测量 |
| 4.2.3 水域条件下换能器的阻抗测量 |
| 4.3 超磁致伸缩换能器的动静态位移特性测试 |
| 4.4 超磁致伸缩换能器的电声发射性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 附录B |
（9）超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 稀土超磁致伸缩换能器的研究现状 |
| 1.2.1 稀土超磁致伸缩材料的发展及其特性 |
| 1.2.2 超磁致伸缩换能器研究及应用现状 |
| 1.3 换能器阻抗匹配研究现状 |
| 1.3.1 换能器阻抗匹配的作用和意义 |
| 1.3.2 换能器阻抗匹配的研究现状 |
| 1.4 换能器阻抗测量研究现状 |
| 1.4.1 经典阻抗测量方法简介 |
| 1.4.2 相位差检测研究现状 |
| 1.5 论文的主要工作 |
| 第2章 超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法 |
| 2.1 静态阻抗匹配 |
| 2.1.1 单调谐静态阻抗匹配 |
| 2.1.2 双调谐静态阻抗匹配 |
| 2.2 动态阻抗匹配 |
| 2.2.1 动态阻抗匹配的拓扑结构与原理 |
| 2.2.2 电容投入暂态过程分析 |
| 2.3 有源阻抗匹配 |
| 2.3.1 有源阻抗匹配网络的拓扑结构 |
| 2.3.2 功率放大器及有源阻抗匹配网络的控制方法 |
| 2.3.3 有源阻抗匹配网络的仿真结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 稀土超磁致伸缩换能器实验平台的设计及其有限元仿真 |
| 3.1 影响稀土超磁致伸缩换能器性能的几个重要因素 |
| 3.1.1 倍频效应 |
| 3.1.2 涡流效应 |
| 3.1.3 预应力效应 |
| 3.2 总体结构设计 |
| 3.3 驱动元件设计 |
| 3.4 磁路与线圈设计 |
| 3.4.1 磁路设计 |
| 3.4.2 交流线圈与偏置磁场设计 |
| 3.5 预应力结构设计 |
| 3.6 超磁致伸缩换能器的有限元分析 |
| 3.6.1 磁场有限元仿真分析 |
| 3.6.2 振动模态有限元分析 |
| 3.7 超磁致伸缩换能器实验平台实物图 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 超磁致伸缩换能器阻抗测量及动态阻抗匹配 实验平台 |
| 4.1 基于LabVIEW的超磁致伸缩换能器阻抗测量实验平台 |
| 4.1.1 超磁致伸缩换能器阻抗特性 |
| 4.1.2 基于FFT分析的相位检测及直接阻抗测量方法 |
| 4.1.3 超磁致伸缩换能器大信号阻抗扫频测量实验平台设计 |
| 4.2 基于Lab VIEW的超磁致伸缩换能器的动态阻抗匹配实验平台 |
| 4.2.1 动态阻抗匹配实验平台硬件设计 |
| 4.2.2 动态阻抗匹配实验平台软件设计 |
| 4.2.3 动态阻抗匹配网络实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间获得的研究成果 |
| 附录B 阻抗测量系统及动态阻抗匹配实验平台Lab VIEW程序框图 |
（10）超磁致伸缩材料驱动低频宽带弯张换能器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水声换能器发展历程及发展趋势 |
| 1.3 弯张换能器 |
| 1.4 稀土超磁致伸缩材料 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 低频宽带弯张换能器的设计 |
| 2.1 双壳结构 |
| 2.1.1 IV型弯张壳体振动模态组合 |
| 2.1.2 双壳结构组成和工作原理 |
| 2.1.3 双壳结构谐振频率调整 |
| 2.2 两级壳体位移放大结构 |
| 2.3 两级壳体结构换能器与传统换能器对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 低频宽带弯张换能器有限元分析和优化 |
| 3.1 低频宽带弯张换能器优化思路 |
| 3.2 双壳结构分析 |
| 3.3 低频宽带弯张换能器优化设计 |
| 3.3.1 换能器模态分析 |
| 3.3.2 稀土材料换能器分析方法 |
| 3.3.3 换能器优化 |
| 3.4 稀土换能器工作点设置 |
| 3.4.1 磁路设计 |
| 3.4.2 预应力分析 |
| 3.5 稀土换能器优化结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 换能器装配制作与实验测试 |
| 4.1 换能器加工与装配 |
| 4.2 换能器测试 |
| 4.2.1 空气中阻抗特性分析 |
| 4.2.2 水中测量 |
| 4.3 换能器实验结果分析 |
| 4.3.1 实测数据与仿真数据分析 |
| 4.3.2 换能器制作总结与改进优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、我国直径最大的稀土超磁致伸缩材料研制成功（论文参考文献）
- [1]面向航空叶片表面超声强化的机器人运动规划与柔顺控制研究[D]. 房善想. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]超磁致伸缩作动器动力学模型构建及特性分析研究[D]. 陈彦丰. 兰州交通大学, 2021(02)
- [3]基于逆磁致伸缩效应的压力传感器设计与研究[D]. 崔路飞. 安徽理工大学, 2020
- [4]超磁致伸缩激振器的结构设计、系统建模及参数辨识研究[D]. 王安明. 兰州交通大学, 2020(01)
- [5]基于低频超声导波的铝板结构健康监测方法研究[D]. 高斯佳. 大连交通大学, 2020(06)
- [6]高灵敏度GMM-FBG电流传感器[D]. 赵萌. 哈尔滨理工大学, 2020(04)
- [7]超磁致伸缩驱动磁流体轴承及其半主动控制研究[D]. 邱冶. 上海应用技术大学, 2020
- [8]大功率超磁致伸缩换能器设计与测试分析[D]. 韩旭. 湖南大学, 2020
- [9]超磁致伸缩换能器阻抗匹配方法与实验研究[D]. 杨均权. 湖南大学, 2020
- [10]超磁致伸缩材料驱动低频宽带弯张换能器研究[D]. 许延峰. 哈尔滨工程大学, 2020(05)