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超磁致伸縮材料ΔE效應理論建模與試驗研究
關鍵詞：超磁致伸縮 磁彈性效應
摘要：為研究超磁致伸縮材料的ΔE效應,采用Jiles-Atherton模型和磁彈性效應相結合的方法,提出了一種考慮動態應力影響及系數變化的磁化模型。分別對磁場和應力作用下超磁致伸縮材料的磁場-磁化關系和應力-磁化關系進行建模,并根據胡克定律以及二次疇轉模型計算出材料在應力和磁場綜合作用下的總應變,得到不同外加磁場下材料的應變-應力環。通過對應變-應力曲線斜率的計算,得到超磁致伸縮材料在不同外加磁場下,彈性模量隨應力變化規律。搭建了應力測試裝置,對不同磁場作用下Terfenol-D的磁化-應力響應和應變-應力響應測試,試驗結果與模型計算結果基本一致,結果表明,ΔE效應是磁場能量和應力各向異性平衡的結果,Terfenol-D最大彈性模量變化達到513%。研究成果為新型機電系統變剛度設計提供了理論基礎和調控手段。
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