超磁致伸縮材料ΔE效應(yīng)理論建模與試驗(yàn)研究
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(dòng)態(tài)應(yīng)力影響及系數(shù)變化的磁化模型。分別對(duì)磁場(chǎng)和應(yīng)力作用下超磁致伸縮材料的磁場(chǎng)-磁化關(guān)系和應(yīng)力-磁化關(guān)系進(jìn)行建模,并根據(jù)胡克定律以及二次疇轉(zhuǎn)模型計(jì)算出材料在應(yīng)力和磁場(chǎng)綜合作用下的總應(yīng)變,得到不同外加磁場(chǎng)下材料的應(yīng)變-應(yīng)力環(huán)。通過(guò)對(duì)應(yīng)變-應(yīng)力曲線斜率的計(jì)算,得到超磁致伸縮材料在不同外加磁場(chǎng)下,彈性模量隨應(yīng)力變化規(guī)律。搭建了應(yīng)力測(cè)試裝置,對(duì)不同磁場(chǎng)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(cè)試,試驗(yàn)結(jié)果與模型計(jì)算結(jié)果基本一致,結(jié)果表明,ΔE效應(yīng)是磁場(chǎng)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(dá)到513%。研究成果為新型機(jī)電系統(tǒng)變剛度設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和調(diào)控手段。
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