Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: XV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 16 февраля 2017 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Хайбуллин Х.М., Мухаметьянов И.Р. МАГНИТОСТРИКЦИОННОЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(15). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/4(15).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 8 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

МАГНИТОСТРИКЦИОННОЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Хайбуллин Халид Марсович

студент, каф. Информационно-измерительной техники УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Мухаметьянов Ильнур Радикович

студент, каф. Информационно-измерительной техники УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Ясовеев Васих Хаматович

научный руководитель,

д-р техн. наук, проф., зав. каф. Информационно-измерительной техники УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Грахов Павел Анатольевич

научный руководитель,

канд. техн. наук, доц., зам. декана факультета АВИЭТ УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Федин Андрей Владимирович

научный руководитель,

аспирант, каф. Информационно-измерительной техники УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Магнитострикционное исполнительное устройство (МСИУ) угловых перемещений на основе двухслойной МП с балочной шарнирной установкой на основании и с замкнутой магнитной системой [1] позволяет реализовать ИУ на базе изгибных деформаций с чисто угловыми перемещениями, которые передаются нагрузке в центре пластины.

МСИУ рассмотрен как нелинейный многосторонний преобразователь,  с учетом влияния на магнитные, магнитомеханические и упругие характеристики температуры и изменений по толщине внутренних и внешних статических и динамических напряжений [2].

При работе магнитострикционного устройства обычно наблюдается увеличение температуры активного элемента, в результате которого видоизменяется начальный участок статической характеристики и снижается величина максимального перемещения.

Ранее для обеспечения стабильности статических характеристик МСИУ при изменении температуры, разработчиками МСИУ использовался подбор материалов слоев пластин с одинаковыми ТКЛР. Такой подход позволяет исключить термодинамический прогиб пластин МСИУ, однако исключение негативного влияния на статическую характеристику предварительных упругих напряжений создаваемых внутренними термодинамическими моментами сил не дает желаемого результата в виду уменьшения значения пьезомодуля активного материала от температуры. При увеличении температуры, к примеру, на 600C, величина поворота ИО падает на 10-12% (рис.1).

Кроме этого, ранее авторами не учитывались знакопеременные магнитострикционные внутренние напряжения в поперечном сечении пластинки, возникающие при работе МСИУ, которые наряду с термодинамическими напряжениями изменяют свойства МСИУ на разном удалении относительно серединной поверхности МСП [3].

Исследования модели МСИУ [4] показали, что с целью достижения температурной стабильности статических характеристик МСИУ, возможно подобрать такой внешний предварительный изгибающий момент, регулируемый в зависимости от текущей температуры МСИУ, направленный в сторону сжатия активного слоя (рис.2,3), при котором будет не только компенсироваться уменьшение пьезомодуля активного материала от температуры, но и  происходить существенное сближение статических характеристик МСИУ на начальном участке с исходной кривой (рис. 4), а также выигрыш в максимальном перемещении, что предполагает возможность построения новых магнитострикционных устройств со стабильными к температуре характеристиками.

 

Рисунок 1. Статическая характеристика для двухслойного МСИУ, одного слоя выполненного из пермендюра и второго пассивного слоя, выполненного из сплава 42НХТЮ, с коэффициентом линейного расширения таким же как и в слое 1, α2= 9,2*10–6/0C

 

Рисунок 2. Статическая характеристика для двухслойного МСИУ, выполненного из пермендюра и сплава 93ЦТ при наложении внешнего регулируемого момента (М)

       

 Рисунок 3. Статическая характеристика для двухслойного МСИУ, выполненного из пермендюра и сплава 93ЦТ при наложении внешнего регулируемого момента (М)

 

Зависимость величины внешнего регулируемого предварительного изгибающего момента М, которого необходимо прикладывать с целью получения магнитострикционных устройств со стабильными к температуре характеристиками, при  изменении температуры, для двухслойного МСИУ с активным слоем, выполненным из пермендюра К49Ф2 и вторым пассивным слоем выполненного из материалов с различными ТКЛР: 93ЦТ (α2= 6,2*10–6/0C ) и 29НК (α2= 4,2*10–6/0C), приведена на рисунке 4 и близка к линейной.

 

Рисунок 4. Зависимость величины внешнего предварительного регулируемого момента М при изменении температуры МСИУ

 

Данная методика проектирования термостабильных МСИУ справедлива для любых приводов, выполненных на основе бимагнитострикционных пластин, и заключается в выборе знака и величины предварительного упругого нагружающего регулируемого момента, который можно рассчитать по формуле:

 

Список литературы:

  1. Грахов П.А. Магнитострикционные исполнительные устройства для активной оптики (Развитие теории, исследования характеристик и конструкций) // Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа: Изд. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, 1999. – 226 с.
  2. Грахов П. А., Федин А.В. Моделирование устройств угловых микроперемещений на основе магнитострикционных пластин // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2011. №3. С. 134-141.
  3. Грахов П. А., Федин А.В. Моделирование устройств угловых перемещений на основе магнитострикционных пластин с учетом упругих напряжений // Электротехнические и информационные комплексы и системы.-2013.-Т.9-№1.-С.9-17.
  4. Грахов П. А., Ясовеев В.Х., Федин А.В. Характеристики устройств угловых перемещений на основе магнитострикционных пластин при действии предварительных упругих напряжений // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2015. - № 4, т. 11. - С.107-114.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 8 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.