磁致伸縮直線位移傳感器彈性波機(jī)理研究.pdf

1、磁致伸縮直線位移傳感器是一種利用磁致伸縮效應(yīng)及逆磁致伸縮效應(yīng)實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量的傳感器。國(guó)內(nèi)外該種傳感器的研究大多集中于材料制備、基礎(chǔ)材料理論、系統(tǒng)集成等方面，而對(duì)磁致伸縮直線位移傳感器的基礎(chǔ)理論研究尚處于起步階段。
　　 本研究通過(guò)對(duì)電磁學(xué)、力學(xué)、磁固體力學(xué)、信號(hào)學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、數(shù)值分析、計(jì)算機(jī)控制等多學(xué)科相關(guān)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，研究傳感器葉-彈性波的產(chǎn)生機(jī)理；在非線性耦合理論框架下，利用有限元分析手段，解決多場(chǎng)耦合作用下的非線性問(wèn)題

2、：通過(guò)數(shù)值分析手段，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，獲得磁致仲縮線材上的磁場(chǎng)分布特性，建立激勵(lì)源分布場(chǎng)與彈性波信號(hào)波形之間的關(guān)系。針對(duì)影響傳感器性能的易磁化方向、同支波、磁斂伸縮材料結(jié)構(gòu)等問(wèn)題進(jìn)行理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。研究對(duì)于提高傳感器性能指標(biāo)具有積極的意義。
　　 論文第一章介紹磁致伸縮直線位移傳感器的研究背景，對(duì)比了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)，論述了本課題的研究?jī)?nèi)容和研究意義。
　　 論文第二章介紹與磁致伸縮直線位移傳感器相關(guān)的基礎(chǔ)理論知

3、識(shí)和基本概念，對(duì)磁斂伸縮直線位移傳感器彈性波機(jī)理研究的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，構(gòu)建了彈性波相關(guān)理論模型，建立丁激勵(lì)磁場(chǎng)分布特性與磁致伸縮分布特性、應(yīng)力場(chǎng)分布特性之間的關(guān)系。
　　 論文第一章對(duì)磁致伸縮直線位移傳感器的關(guān)鍵部件，以及影響傳感器的相關(guān)技術(shù)參量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試和相關(guān)理論的討論。研究對(duì)激勵(lì)源激勵(lì)方式進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試：并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真及數(shù)值訃算方法，獲得線材內(nèi)部的磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)；對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的振蕩現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行，

4、頻譜分析，給出所采集信號(hào)的信號(hào)特征：
　　 對(duì)本文所使用線材的彈性波波速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)測(cè)定。
　　 論文第四章構(gòu)建了磁致伸縮直線位移傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及評(píng)估平臺(tái)，采用了實(shí)驗(yàn)研究確定的相關(guān)參數(shù)，將仿真計(jì)算所得的磁致伸縮線材內(nèi)部的分布磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用于所構(gòu)建的激勵(lì)源相關(guān)模型，對(duì)激勵(lì)源分布參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和分析，建立力學(xué)、磁學(xué)分布特性與彈性波波形特性之問(wèn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以驗(yàn)證傳感器系統(tǒng)模型的合理性。并對(duì)影響傳感器系統(tǒng)性能的易磁化方向、固

5、支波及磁致伸縮線材結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行分析、討論和評(píng)估。
　　 論文第五章對(duì)磁致伸縮直線位移傳感器的現(xiàn)階段研究進(jìn)行了總結(jié)，概括了本課題階段性研究成果，討論了現(xiàn)有研究中存在的問(wèn)題和進(jìn)一步研究的方案和課題。
　　 論文提出的激勵(lì)源合成模型和磁極化強(qiáng)度模型解釋了磁致伸縮直線位移傳感器輸入量與輸出信號(hào)間的關(guān)系問(wèn)題，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)值分析所得數(shù)據(jù)，對(duì)模型的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證，并通過(guò)大罱的實(shí)驗(yàn)研究狀得了傳感器中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。