基于gmm和柔性铰链的大位移微致动器设计与的研究

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1、一p，f-paper．Alltheaboveprovideatheoreticalbasisfordeterminingsn佻tI肛。alparametersofflexiblehinge．Thestaticandmodalanalysisofdisplacementamplifierisimplementedbyfiniteelementmethod．Itsresultshowsthattheamplificationfactor,inputandoutputstiffnessCanberealizedasco

2、nstants，anditsintensionCanmeettheneedswhileamplificationfactoris6．8andinputdisplacementis801arn．Themagnetic-mechanicalcouplingrelationshipofGMMrodisdescribedbypiezomagneticequation．Thedynamiccharacteristicoflargedisplacementmicro—actuatorisanalyzedbyitsdynami

3、cmodelsimulation．Theresultshowsthattime··domainandfrequency--domainperformanceofthedesignedactuatorissuperior．Meanwhile，theanalysisoftherelationshipbetweenitsstructureanddynamiccharacteristicCallprovideabasisforitsdynamicdesignandoptimization．Thetestandexperi

4、mentresearchofthedesignedmicro-actuatorcharacteristicsisimplementedinthispaper,includingmagneticfield，outputdisplacement，stability,displacementamplifierperformance．Theresultshowsthatthethree-dimensionalfiniteelementmodelanditsanalysisofmicro—actuatorviaANSYSi

5、scorrect；theamplifierfactorofdisplacementamplifierstructureviaANSYSisequaltoexperiment；thesteady-stateoutputalsoequaltoexperiment．Keywords：GiantMagnetostrictiveMaterial，FlexibleHinge，Micro—Actuation,DisplacementAmplifier,FiniteElementMethodⅣ“厶武汉理工大学硕士学位论文摘要．目

6、录ABSTRACT第1章绪论。Il1．1课题研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2超磁致伸缩材料及应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31．2．1超磁致伸缩材料简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～31．2．2磁致伸缩的机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51．2．3超磁致伸缩材料的物理效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71．2．4超磁致伸缩材料的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71．3课题研究意义及内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯111．3．1课题研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯111．3．2课题研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1l1．3．3课题来源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13第2章大位移微致动器的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．1大位移微致动器的总体结构与工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．2GMM棒选型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．3线圈的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯162．4磁路结构的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯192．5预压机构的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202．6温控结构的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯212．7位移放大机构的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯222．8本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25