压电陶瓷、超磁致伸缩材料等新型功能材料具有优良的力学性能和频响特性,但利用其开发的致动器输出位移小,大多仅为微米级,难以满足大流量电液伺服阀阀芯驱动的要求,因此需设计相应的微位移放大机构以放大致动器的位移输出。根据不同的作用原理和结构形式,伺服阀用微位移放大机构可分为机械式和液压式两种。梳理了微位移放大机构的发展脉络,介绍了不同形式的放大机构的工作原理和作用效果,分析比较了各类放大机构的优缺点。

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...

电控喷油器用致动器的性能,对喷油器喷油特性以及发动机工作性能具有重大影响。探讨了应用超磁致伸缩材料作为换能元件的超磁致伸缩致动器在电控喷油器中的应用现状。首先,介绍了超磁致伸缩致动器的发展背景;其次,简要介绍了超磁致伸缩材料的作用机理、优良特性以及超磁致伸缩致动器的结构原理;然后,将电控喷油器按照致动器通电工作方式、驱动方式的不同进行分类,系统梳理了超磁致伸缩致动器应用于电控喷油器的研究现状;最后,展望了电控喷油器用致动器的发展方向。

在液压阀工作空间环境限制的条件下,设计了一种体积精小、结构紧凑的阀用超磁致伸缩致动器。针对该种致动器内部偏置磁场强度均匀性较差的问题,利用有限元仿真方法对其偏置磁场分布结构进行了分析及设计,通过引入磁场不均匀度及平均磁场强度两性能指标对偏置磁场分布结构进行区别,同时结合实际情况,确定了最佳偏磁分布结构为超磁致伸缩棒段数n=3时;制作了阀用超磁致伸缩致动器试验样机,并对样机磁场强度进行了测试。实验结果表明,超磁致伸缩棒表面的磁场分布与仿真结果具有相同的变化趋势,其磁场不均匀度约为22.7%,说明所设计偏置磁场结构是合理的,该研究对于液压阀件的设计具有一定意义。

在所设计超磁致伸缩致动器输出性能基本不变的条件下，为增大其输出位移以满足大流量电液伺服阀的驱动需求，设计了一种双排串联式弓张结构；基于材料力学知识建立了双排串联式弓张结构输出位移模型，并分析了其结构尺寸参数对其放大比的影响；采用有限元仿真的方法分析了双排串联式弓张结构输入力与输出位移之间的关系；制作了双排串联式弓张结构样机，搭建试验系统对其放大性能进行了测试。试验结果表明：双排串联式弓张结构的放大倍数在16.5～16.9之间波动，与理论计算值基本吻合，所设计双排串联式弓张结构能够满足大流量电液伺服阀的驱动要求。