题目：-超磁致伸缩材料作动器建模及振动特性分析

本文基于超精度隔振系统对关键部件超磁致伸缩作动器的应用要求，研制了一组小型作动器，测试了其静态、动态性能轴向谐振频率，通过有限元软件ANSYS对其结构件进行了力学分析。建立了作动器动力学模型、并进行了实验模态分析和有限元ANSYS模态分析。在此基础上利用ANSYS中的动态谐响应分析，来研究作动器在工作状态下的轴向谐振频率，同时，利用扫频实验得到作动器工作状态下的轴向谐振频率。研制了一组超磁致伸缩作动器，模拟作动器实际应用环境，调试作动器，其静态输出位移超过30μm；在0.5Hz-150Hz的范围内，动态性能可以满足超精度隔振系统的应用要求。通过实验模态方法测定了其轴向谐振频率。通过有限元软件对小型作动器结构件进行了力学分析。结果表明，下底盖、输出杆、上端盖在工作压力下均不会损坏，产生的变形量也均不会对作动器的正常工作产生影响。建立了超磁致伸缩作动器动力学模型和ANSYS有限元模型，对其轴向谐振频率进行了计算和模拟，并进行了作动器的轴向谐振频率分析实验。通过实验数值和计算值、模拟数值的对比，动力学模型计算所得的作动器轴向谐振频率与实验值的误差小于5%， ANSYS模拟所得的作动器轴向谐振频率与实验值的误差小于3%，验证了动力学模型和有限元模型的有效性。通过ANSYS有限元模拟分析了超磁致伸缩作动器各部件对其轴向谐振频率的影响，并提出利用有限元分析来提高超磁致伸缩作动器的结构刚度从而改善其轴向谐振频率的方法。探索了利用ANSYS有限元软件中解决压电耦合问题的计算功能来用于解决磁致伸缩机电耦合问题的方法。建立了作动器的有限元模型，并进行了谐响应分析，模拟得到作动器工作状态下的轴向谐振频率。进行了作动器的扫频实验，得到作动器在工作状态下的轴向谐振频率，扫频实验得到的作动器轴向谐振频率与模拟值的误差为7%。