用于振动检测的超磁致伸缩薄膜悬臂梁的制备、性能研究

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1、；１１３１９ＴＨ齡学校代码＿分类号：密级学号：２０１％１２００６：夺复：違儀硕女緣像給Ａ禱用于振动检测的超磁致伸缩薄膜悬臂梁的制备、性能研究ｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｉａｎｔＡｐｐｇ，ｍａｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅｆｉｌｍｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｓｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｇａｎｄｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｅｓｅａｒｃｈｐ申请人：李杨—指导教师：晏建武教授校外指导教师：吕椿直王学位种类：工程硕±专业领域：动力工程论文提交日期：２０巧

2、年巧月■独创性声明本人声明，所呈交的学位论文，是在指导教师指导下，通过我的努为取得的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已经作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果，也不包含在南昌工程学院或其它教育机构获得学位或证书而使用过的材料一。与我同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如被查有严重侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。学位论文作者亲笔签名：Ａ《日期；宁论文使用授权的说明本人完全了解南昌工程学院有关保留、使用学位论文的规定，即学校送论有权交文的

3、和版］复印件电子，允论文被查阅借阅校可［＾／许和；学公论文全部或部分内容布的，１＾＞、可＾用影印印或。采缩其他复手段保论文制存保密，在密可用。□年后解适本授权＿＿＾不保秘学位论文。□，本属于不保密＿＂＂（Ｖ请在方）框内打為学位论：ｉ文者笔签名如日；（作亲期＞Ｘ，Ｗ导笔签名：Ｂ指教师亲：期摘要摘要水力机组是水力发电厂的核心，其稳定性直接关系到水电厂的运行安全，而机组稳定性问题大都以通过振动的形式表现出来。现阶段，振动监测系统主要各种传感器、信号调理电路、信号分析处理等组成；传感器作为信号采集的工具，如果能提高其数据采集的可靠性及稳定性对提

4、高振动监测系统的综合性能具有重要意义。与此同时，磁致伸缩材料由于其优异的性能在传感器领域引起了广泛的关注，本文基于此提出一种新型传感器；工作的主要内容如下：1、综合比较不同种类的磁致伸缩材料，确定适用于振动检测的磁致伸缩材料；通过对单层悬臂梁进行静态应力分析，得出应力与应变关系；根据双层磁致伸缩薄膜悬臂梁弯曲模型对薄膜悬臂梁进行应力应变分析，计算出不同材料在相同的磁致伸缩性能条件下的弯曲性能。2、采用有限元分析软件Ansysworkbench对薄膜悬臂梁进行模态分析及谐响应分析，根据模态分析得出不同阶次的固有频率及其振型；根据谐响应分析的应力及其分布确定悬臂梁线圈的缠绕

5、方式及缠绕位置。3、分析制备磁致伸缩薄膜悬臂梁方法，研究薄膜悬臂梁的制备工艺，探究不同工艺参数对薄膜沉积速率及薄膜性能的影响。研究表明：采用磁控溅射法制备理想薄膜的工艺参数为功率100W、工作气压0.4Pa；在此工艺下的溅射速率为0.013m/min。4、计算磁致伸缩薄膜悬臂梁感应电压模型，设计并组建薄膜悬臂梁检测平台，得出Fe81Ga19合金磁致伸缩系数与磁场强度关系曲线；根据关系曲线计算出薄膜悬臂梁在外界激励作用下的理论输出电压。关键词：振动检测；薄膜悬臂梁；应力应变；制备工艺；性能IAbstractAbstractThehydraulicunitisthecor

6、eofhydroelectricpowerplants,anditsstabilityisdirectlyrelatedtothesafeoperationofhydropowerplants,thestabilityoftheunitismostlyintheformofvibrationmanifested.Atthisstage,vibrationmonitoringsystemismainlyavarietyofsensors,signalconditioningcircuitry,signalanalysisandprocessingandothercompo

7、nents.Sensorasatoolforsignalacquisition,iftheycanimprovethereliabilityandstabilityofthecollecteddataishavegreatsignificancetoimprovetheoverallperformanceofvibrationmonitoringsystem.Asthesametime,themagnetostrictivematerialduetoitsexcellentperformanceinthefieldofsensorsatt