从结构和性能上阐述了超磁致伸缩微型马达的原理及其在微机电系统中的应用状况.通过对国内外几种典型超磁致伸缩马达的原理性剖析,分析探讨了超磁致伸缩马达微型化、集成化以及高频振动等问题的解决途径与方法,为超磁致伸缩微型马达的进一步发展提供了的理论基础和研究方向.

选择Terfenol-D作为微致动器主要材料,采用弹簧对GMM棒施加一定的预压力以获得较大的磁致伸缩应变,采用偏置磁场消除GMM棒的倍频现象并使之工作在线性段,对磁路进行了分析和优化设计.针对电磁线圈工作发热及涡流损耗引起的GMM棒温升,采取了强制水冷方法并专门设计了一个恒温冷却系统用以消除材料的热变形对致动精度的影响.

在分析超磁致伸缩材料的驱动原理和超磁致伸缩执行器结构的基础上,重点对执行器内部的驱动磁场进行了理论分析和实验研究,得出了超磁致伸缩执行器驱动电流与超磁致伸缩棒的驱动磁场之间存在一定的非线性和滞回的结论,并分析了其产生原因,为进一步提高超磁致伸缩执行器的性能奠定了基础.

基于超磁致伸缩材料的磁致伸缩特性设计了一种用于微位移驱动的致动器.分析了致动器工作磁场的组成,计算了线圈的工作电流,并以此为依据设计了稳流电源.分析结果表明,设计的稳流电源满足工作要求;线圈提供的工作磁场能够保证超磁致伸缩棒工作在线性区域.

为了研究大步距高精度精密位移机构，利用超磁致伸缩材料和压电陶瓷材料在驱动原理和使用方法上的相似性，提出一种超磁致伸缩材料与压电叠堆组成的混合驱动精密位移机构，介绍了机构运动原理及控制方式，制作了试验样机．测试表明，所研制的混合精密位移机构能实现双向可控运动，单步前进最大位移可达20μm，调节驱动电压可控制单步位移量，能满足大步距、高精度的驱动要求．

振动能量采能装置为大规模的MEMS设备网络摆脱传统物理连接和电源维护的限制提供了可能,但传统振动能量采能装置大多采用单一换能器的单一采能模块,存在采能效率提升难度大、环境适应性差等缺陷,因此需要推动传统采能模式向多种换能器协同采能的复合模式转变。从超磁致伸缩材料的优异特性出发,整理归纳了目前基于超磁致伸缩材料的振动能量复合采能装置的研究现状,并根据复合采能模式的不同,将基于超磁致伸缩材料的复合采能装置进一步分为磁致伸缩/压电型和磁致伸缩/电磁型。梳理了不同类型振动能量复合采能装置的发展脉络,展望了基于超磁致伸缩材料的振动能量复合采能装置的发展方向及应用前景。分析结果研究人员对超磁致伸缩材料振动能量复合采能装置发展脉络的系统性理解提供了参考,也为复合采能装置结构及理论创新提供了...

为满足大流量超磁致伸缩电液伺服阀的驱动需要,设计了一种结构紧凑的弓张放大式超磁致伸缩致动器;基于力学基本原理和振动理论知识建立了弓张结构的静、动态模型;分析了弓张结构尺寸参数对其静、动态性能的影响;结合弓张放大式超磁致伸缩致动器应用于电液伺服阀的要求,利用多目标优化法确定了其结构尺寸最佳参数值,并利用有限元法对其静、动态模型进行了验证;设计了弓张放大式超磁致伸缩致动器样机,搭建了实验系统,并进行了静、动态实验。实验结果表明,弓张结构的放大倍数在8.13-8.72间波动,输出端最大位移可达107.9μm,固有频率约为168 Hz,测试所得结果与其静、动态模型计算值基本吻合;通过与优化前的性能相比,弓张结构的静态放大倍数在满足要求的条件下,其动态固有频率提高了55.6%;所设计的弓张放大式超磁致伸缩致动器基本上能够满足...

介绍了用超磁致伸缩材料（GMM）作为动力元件的微小泵的结构和工作原理。在建立微小泵轴对称磁场模型的基础上，利用有限元方法对其磁场进行了分析计算，得到了不同输入电流时，GMM棒上的磁场分布及磁场强度沿轴向的分布规律。磁场仿真结果为GMM微小泵磁场分布的预测及磁路结构优化提供了理论依据。

超磁致伸缩材料（GMM）具有应变大、响应快和输出力大等优良特性，它的应用开发已成为当前研究热点。该文介绍了超磁致伸缩材料的性能及物理效应；综述了该材料在机电领域的应用；系统地介绍了该材料在三类液压阀中的应用现状，并对该材料在液压阀中的应用作了展望。

超磁致伸缩材料是一种具有响应速度快、磁致伸缩应变大、能量密度高等优良特性的新型功能材料,针对其研究和应用已经成为当前热点。基于现代工业对高性能电液伺服阀的需求,描述了该材料的磁致伸缩效应,并对其基本性能及物理效应作了阐述,同时通过对比压电陶瓷、形状记忆合金的性能参数,分析了超磁致伸缩材料的性能优势。最后着重介绍了该材料在喷嘴挡板阀、射流管阀及直接驱动式电液伺服阀当中的应用现状,并基于此现状对研制高性能的超磁致伸缩电液伺服阀关键技术进行了展望。