光学 精密工程
2022, 30(17): 2094
军械工程学院 车辆与电气工程系, 石家庄 050003
为了提高超磁致伸缩换能器的作动行程, 以获得足够大的发音强度, 并使之满足发音装置体积小、装配零件少的要求, 结合超磁致伸缩材料(GMM)的优良特性, 提出一种基于三角放大原理的弓张式GMM换能器。该换能器以GMM棒作为驱动元件, 通过固定弓张结构的一端, 将双向输出转变为单向输出, 同时利用柔性铰链结构, 进一步增大换能器的位移输出。通过分析换能器的工作原理, 计算得到其理论放大倍数为2.73, 与所建立的有限元仿真模型计算得到的放大倍数2.8相近。制作了试验样机并搭建了相应的试验系统, 得到在1 kHz范围内换能器最大输出位移为15.5 μm, 与仿真结果14.058 μm相近。提出的弓张结构实现了换能器的位移放大, 相应的分析方法也较好地反映了换能器的输出特性。
超磁致伸缩 弓张结构 位移输出比 仿真 试验 giant magnetostrictive material transducer bow type structure output displacement magnification simulation test 强激光与粒子束
2016, 28(6): 064129
为了计算斜梁型电热微致动器的输出位移,基于电-热分析和热平衡原理建立了电热微致动器的电热耦合稳态传热方程。对热-结构进行了分析,运用力法原理建立了微致动器的位移计算模型。然后,用有限元法和实际测试对比验证了温度分布和输出位移的理论值,得到了一致性很好的结果。最后,分析了微致动器输出位移的保持性和重复性,以及结构参数和工艺对微致动器输出位移的影响。分析表明:斜梁的长宽比和倾角是影响微致动器输出位移的主要参数,工艺对输出位移有影响。实验结果表明:9 V和18 V电压下,微致动器的最大位移分别为0.85 μm和2.3 μm,与理论计算结果相对误差为2.2%和12.8%,实测值与理论值误差较小,表明本文推导的斜梁型电热微致动器的输出位移计算公式合理,能够为该类微致动器的设计和计算提供理论依据。
电热微致动器 电-热-结构模型 输出位移 微机电系统 electrothermal microactuator electro-thermo-mechanical model output displacement Micro-electro-mechanic System(MEMS) 光学 精密工程
2013, 21(12): 3080