应用于振动焊接的微振动平台的研制

摘要

本文针对振动焊接中激振器的激振力不大、频带不宽等缺陷，研制了一种以超磁致伸缩激振器为执行元件的微振动平台。超磁致伸缩激振器利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应来实现电能到磁能再到机械能的转换，是近年来出现的新型激振器。与传统激振器相比，它有着激振力大、频率高、能效高、精度高、响应快、可控性好等优势。全文共分以下六章： 第一章介绍了振动焊接技术的研究现状，指出了振动焊接中激振器存在的不足，对比了各种激振器的优缺点，提出了一种新型的采用超磁致伸缩材料作为执行元件的激振器，强调了这种超磁致伸缩激振器所具有的独特优势，从而说明了论文选题的意义。 第二章提出了微振动平台所应具备的各项功能，评估了微振动平台要达到的主要性能指标。并依照这些功能和指标，制定了微振动平台的总体方案，包括机械部分方案和测控部分方案，从而为下一步激振器及其控制系统的设计奠定了基础。 第三章介绍了磁致伸缩效应的概念，从自发形变、形状效应和场致形变三个方面对磁致伸缩机理进行了解释，总结了GMM的基本特性，并给出了GMM的本构方程。 第四章对GMM激振器进行了具体设计，根据直动型GMA初步确立激振器结构，根据激振器的输出位移和输出力要求设计了GMM棒的参数，计算了激励线圈和偏置线圈的相关参数，设计了良好的闭合磁回路以减少漏磁，开发了温控系统和预压力装置。 第五章建立了GMM激振器的动力学模型，基于电流控制方法建立了系统的PID控制模型并进行仿真，完成了控制系统硬件的实施，基于LabVIEW开发平台设计了控制软件。 第六章是全文的总结与展望。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章微振动平台的方案设计

第三章GMM的工作机理和特性

第四章GMM激振器的设计

第五章激振器控制系统的设计与实验

第六章总结与展望

参考文献

附录

致谢