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1、磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器設(shè)計(jì)及參數(shù)分析摘要：該文基于磁控形狀記憶合金(MSMA)材料自主設(shè)計(jì)了一種磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器，并闡述其原理。通過建立有限元模型，并對(duì)MSMA相對(duì)空氣導(dǎo)磁率、導(dǎo)磁片的相對(duì)導(dǎo)磁率及電流等參數(shù)進(jìn)行了分析。研究表明：當(dāng)MSMA相對(duì)空氣導(dǎo)磁率為30、電流大小為3A時(shí)，MSMA棒中心線磁場(chǎng)的均勻性較好；而導(dǎo)磁片的相對(duì)導(dǎo)磁率對(duì)其均勻性影響較小。設(shè)計(jì)出了一種新型磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器，迗到了從理論上充分掌握MSMA棒軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度及均勻性，并間接地保證了磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器具有較優(yōu)的控制力。關(guān)鍵詞：磁控形狀記憶合金作動(dòng)器相對(duì)導(dǎo)
2、磁率磁場(chǎng)強(qiáng)度分類號(hào)：TB381文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X(2014)12(c)-0010-04TheDesignOfMagneticShapeMemoryAlloyTelescopicActuatorAndParametricAnalysisZhangXiancaiLiLimin(HunanUniversityofScienceandEngineering,YongzhouHuNan,425199，China)Abstract：BasedMagneticshapememoryalloy(MSMA)materials,thispaperd
3、esignedaretractablemagneticshapememoryalloyactuators,andexplainsitsprinciples.Throughtheestablishmentofthefiniteelementmodel,andMSMArelativeairpermeability,relativepermeabilitymagneticsheetsandcurrentandotherparameterswereanalyzed.Researchshows：WhenMSMArelativeairpermeabilityof3
4、0，thecurrentsizeof3A，theuniformityofthemagneticfieldbetterMSMArodcenterline；andtherelativepermeabilitymagneticsheetsforitsuniformitylessaffected.AnewtypeofmagneticshapememoryalloyactuatorsdesignedcanachievetheoreticallyfullygrasptheMSMArodaxialmagneticfieldstrengthanduniformity,
5、anditcanindirectlyguaranteethegoodcontrolabilityprovidedbymagneticshapememoryalloyactuators.KeyWord：MagneticShapeMemoryAlloy；Actuator；RelativePermeability；MagneticFieldIntensity目前，國內(nèi)外對(duì)MSMA材料在磁場(chǎng)作用下的變形機(jī)理與磁控特性等方面進(jìn)行了大量的研究并取得了相應(yīng)的成果，但對(duì)MSMA的應(yīng)用研究卻處于起步階段。如芬蘭的AdaptaMat公司已將Ni-Mn-Ga合金作為驅(qū)動(dòng)材料
6、應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器的制造中，在國內(nèi)，沈陽工業(yè)大學(xué)采用Ni-Mn-Ga合金成功研制了蠕動(dòng)型直線電機(jī)樣機(jī)。2006年，張慶新在其博士論文“磁控形狀記憶合金特性及其執(zhí)行器應(yīng)用基礎(chǔ)研究”中對(duì)MSMA特性、MSMA直線驅(qū)動(dòng)器及差動(dòng)式磁控形狀記憶合金執(zhí)行器進(jìn)行系統(tǒng)的研究［1］，2010年，王社良等研究了磁控形狀記憶合金在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中的應(yīng)用［2］;翁光遠(yuǎn)等設(shè)計(jì)了一種磁控形狀記憶合金作動(dòng)器，并對(duì)其控制效果進(jìn)行了研究［3］;2013年，翁光遠(yuǎn)等開發(fā)了磁控形狀記憶合金主動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)凱威特型模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的控制性能試驗(yàn)［4］。該文根據(jù)磁控形狀記憶合金材料的基本特性制作一
7、種適用于拉索主動(dòng)控制的磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器，擴(kuò)寬了磁控形狀記憶合金材料的應(yīng)用由于作動(dòng)器內(nèi)部磁場(chǎng)分布較復(fù)雜，該文通過建立MSMA的有限元模型，進(jìn)行了MSMA的材料優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一種新型磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器，并對(duì)其作用原理和參數(shù)進(jìn)行了分析，迗到從理論上充分掌握MSMA棒軸向磁場(chǎng)強(qiáng)度及均勻性，間接地保證了對(duì)磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器提供較優(yōu)的控制力，為下一步的試驗(yàn)研究提供參考。1MSMA作動(dòng)器設(shè)計(jì)及原理該文設(shè)計(jì)了如圖1所示的磁控形狀記憶合金伸縮作動(dòng)器，磁控形狀記憶合金棒置于線圈骨架中，其頂端有導(dǎo)磁片、上非導(dǎo)磁墊板和導(dǎo)出桿，并通過碟簧壓緊在上非導(dǎo)
8、磁墊板上，從而保證了磁控形狀記憶合金棒的位移連續(xù)性，且使磁控形狀記憶合金棒始終處于受壓狀態(tài)。磁
