超磁致伸缩材料微位移执行器原理与应用

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1、超磁致伸缩材料微位移执行器原理与应用贾振元，郭东明　著内容简介本书是多项国家自然科学基金、高等学校博士学科点专项基金、辽宁省科学技术基金等项目的研究成果总结，是一本介绍超磁致伸缩材料微位移执行器的原理、设计方法及应用的专著。本书系统地阐述了超磁致伸缩材料的材料与物理学基础、微位移执行器结构设计方法、建模理论、非线性控制技术以及超磁致伸缩薄膜的工作原理和静动态特性等，并介绍了各种超磁致伸缩材料微位移执行器的应用实例。全书共分8章。第1章介绍了超磁致伸缩材料与物理学基础；第2章介绍了超磁致伸缩材料的

2、制备与应用特性；第3章介绍了超磁致伸缩微位移执行器设计理论与方法；第4章介绍了超磁致伸缩材料及微位移执行器的建模理论；第5章介绍了超磁致伸缩微位移执行器控制技术；第6章阐述了超磁致伸缩薄膜的物理与材料学基础；第7章阐述了超磁致伸缩薄膜材料建模理论；第8章介绍了超磁致伸缩材料的应用研究。本书既具有理论的系统性，又具有工程技术的实用性，可供从事超磁致伸缩材料及其执行器研究工作的科技工作者、专业技术人员以及高等院校相关专业的师生参考。同时，也可供从事其他功能材料及其应用研究的科研、工程技术人员参阅。作

3、者简介贾振元，男，1963年生，大连理工大学机械工程学院院长，工学博士，教授，博士生导师。主要研究方向为功能材料及其传感器执行器技术、精密加工与测量、数控技术等。负责或参与国家973计划项目、国家863计划项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目、国防“十一五”预研项目、总装预研等各类科研项目40余项。获得国家技术发明二等奖1项，教育部技术发明一等奖1项，教育部科技进步一等奖1项，中国高校科技进步一等奖1项，中国机械工业科学技术三等奖1项，辽宁省科学技术进步二等奖1项，大连市科技进步一等奖1项、

4、二等奖1项，大连市专利金奖1项；发表论文100余篇；合作出版专著1部；获13项专利、8项鉴定成果。还获得中国机械工程学会青年科技成就奖，辽宁省青年科技奖，大连市劳动模范，辽宁省杰出青年基金；入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选，教育部“新世纪优秀人才支持计划”，辽宁省“新世纪百千万工程”百人层次；享受中华人民共和国国务院颁发的政府特殊津贴。目录序前言第1章超磁致伸缩材料与物理学基础1.1磁致伸缩现象1.2磁致伸缩现象产生的物理机理1.2.1磁致伸缩的机理1.2.2磁致伸缩的唯象理论1.3超磁致

5、伸缩材料及其特性1.3.1超磁致伸缩材料的发展1.3.2超磁致伸缩材料分类1.3.3超磁致伸缩材料的晶体和微结构1.3.4稀土超磁致伸缩材料的性能第2章超磁致伸缩材料的制备与应用特性2.1超磁致伸缩材料制备2.1.1制备方法2.1.2样品制备2.2超磁致伸缩材料的应用特性2.2.1磁致伸缩特性2.2.2机电耦合特性2.2.3动态特性2.2.4其他特性第3章超磁致伸缩微位移执行器设计理论与方法3.1执行器总体结构与工作原理3.2微位移传递机构的设计3.2.1圆形膜片式微位移传递机构3.2.2弹性圆

6、薄板弯曲问题的数学模型3.2.3圆形膜片式微位移传递机构的解析解及设计原理3.3磁场与位移自感知的原理与实现3.3.1微位移感知功能的原理3.3.2驱动磁场自感知功能的原理3.4执行器内部的磁场(路)设计与研究3.4.1磁路的总体分析及设计3.4.2偏置磁场的设计3.4.3电磁线圈的功率优化及设计方法3.5驱动磁场的均匀化及分析3.5.1驱动磁场的径向均匀度分析3.5.2驱动磁场的轴向均匀度分析及均匀化3.6线圈电流与驱动磁场的测量曲线及分析3.7执行器内部温度分析及冷却系统3.8超磁致伸缩微位

7、移执行器的有限元分析3.8.1执行器预紧机构的有限元分析3.8.2预紧机构模态分析3.8.3执行器的偏置磁场有限元分析3.8.4电磁场有限元分析第4章超磁致伸缩材料及微位移执行器的建模理论4.1磁滞的物理建模理论4.1.1铁磁磁滞4.1.2Weiss分子场理论4.1.3Ji1es-Atherton模型4.2磁滞的数学建模理论4.2.1Preisach算子4.2.2Preisach权函数的确定4.2.3Preisach算子的离散表达式4.2.4矢量Preisach模型4.3耦合外部应力的均质能量场

8、模型4.3.1均质能量场模型4.3.2耦合外部应力的磁机模型4.3.3应力耦合磁化模型的离散化及求逆算法4.4超磁致伸缩微位移执行器模型4.4.1超磁致伸缩微位移执行器矢量阻抗分析模型4.4.2超磁致伸缩微位移执行器的负载矢量阻抗模型4.4.3超磁致伸缩微位移执行器结构动力学模型第5章超磁致伸缩微位移执行器控制技术5.1超磁致伸缩执行器控制系统的组成5.2高稳定度、智能化超磁致伸缩微位移执行器驱动电源5.2.1驱动电源的特点及组成5.2.2基于功率MOSFET的高稳定度双向可控恒流源5.3单片机