超磁致伸缩作动器结构设计与分析

孟建军^1,2,3，陈彦丰⁴，祁文哲⁴，王安明⁴，胥如迅^1,2,3,4

1. 兰州交通大学机电技术研究所2. 兰州交通大学甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心3. 兰州交通大学甘肃省物流与运输装备行业技术中心4. 兰州交通大学机电工程学院

摘 要：以设计一款能长期工作且最大工作位移为50μm、最大输出力为2 kN的新型超磁致伸缩作动器为目的。在分析超磁致伸缩作动器结构及工作原理的基础上,对关键参数进行设计。选取超磁致伸缩材料的最佳预压应力,通过计算确定超磁致伸缩棒的几何参数;同时,为提高作动器的工作效率,对电磁线圈进行优化设计以及关键参数进行分析。利用MATLAB、ANSYS对其进行仿真分析。实验表明,所设计的作动器满足设计要求。其研究结果对超磁致伸缩作动器的结构设计及相关理论计算具有参考价值。

关键词：超磁致伸缩材料;作动器;结构设计;线圈优化;仿真分析;