基于ANSYS的磁致伸缩逆效应仿真方法研究

《基于ANSYS的磁致伸缩逆效应仿真方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、研究·分析·实验基于ANSYS的磁致伸缩逆效应仿真方法研究12于海阔，徐爱群(1.浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014；2.浙江科技学院机械与汽车工程学院，浙江杭州310023)摘要：矩阵形式的压电与压磁方程及其各自在不同边界条件与变量下的转换关系在数学结构上具有一致性，即电学量与磁学量具有等效关系，由此提出通过ANSYS压电分析模块仿真超磁致伸缩材料(GMM)的磁致伸缩逆效应。GMM在恒载荷作用时，磁感应强度与偏置磁场强度成正比，GMM在恒偏置磁场下，载荷与磁感应强度具有相似的变化波形。理论与仿真分析表明，基于电学量与磁学

2、量的等效，利用ANSYS压电耦合模块可在一定程度上分析磁致伸缩逆效应的相关性质，该方法对设计逆效应原理的GMM器件具有一定的辅助意义。关键词：磁致伸缩逆效应；压电分析；ANSYS；压电方程；压磁方程+中图分类号：O482.526文献标识码：A文章编号：1001-3830(2016)01-0009-05StudyonthesimulationmethodsofinversemagnetostrictiveeffectbasedonANSYS12YUHai-kuo,XUAi-qun1.CollegeofMechanicalEngineer

3、ing,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China;2.SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering,ZhejiangUniversityofScienceandTechnology,Hangzhou310023,ChinaAbstract:Thepiezoelectricandpiezomagneticequationswithmatrixformandtheirrespectiveconversionrelationshipwithdi

4、fferentboundaryconditionsandvariableshaveconsistencyinthemathematicalstructure,orequivalentrelationshipexistsbetweenelectricalandmagneticquantity,thusthesimulationoftheinversemagnetostrictiveeffectofGMMisreplacedbypiezoelectricanalysismoduleofANSYS.Theactualsimulationin

5、dicatesthat,themagneticinductionisproportionaltothebiasmagneticfieldsforconstantpressureload，andvariableloadshavethesamewaveformstothatofthemagneticinductionwithconstantbiasmagneticfields.Boththeoriesandsimulationanalysisshowthat,basedequivalencebetweenelectricandmagnet

6、icquantity,therelativepropertyofinversemagnetostrictiveeffectcanbeanalyzedwiththepiezoelectricmoduleofANSYStoacertainextend,whichisofaidsignificancetodesigningtheGMMdevicesbasedontheinversemagnetostrictiveeffect.Keywords:inversemagnetostrictiveeffect;piezoelectricanalys

7、is;ANSYS;piezoelectricequation;piezomagneticequation变其内部磁化状态，前者由焦耳于1842年发现，1引言称为磁致伸缩正效应或焦耳效应，后者由维拉里提铁磁材料能够随磁化状态改变而发生长度或出，称之磁致伸缩逆效应或维拉里效应[1]。磁致伸体积的变化，同时还能够随长度或体积的变化而改缩材料是指具有磁致伸缩效应的磁(电)-机械能转换材料，早期的材料其磁致伸缩系数较低(通常为收稿日期：2015-05-17修回日期：2015-08-2810-6量级)，20世纪60年代初，美国海军表面武器基金项目

8、：国家自然科学基金资助项目(61074143)；浙江省研究中心发现了稀土超磁致伸缩材料(Giant自然科学基金资助项目(LY14E050016)；浙江科技学院学科MagnetostrictiveMaterials,GMM