1. 研究目的与意义（文献综述）

课题来源：现在国内外厂家大多采用惯性激振、弹性连杆激振和液压激振等振动方式，结构简单，但振幅大、频率低、噪声大，还不容易实现发泡水泥振动密实所要求的垂直定向振动，工作振源完全同步等技术要求。在原来基础上要满足这些技术要求相当困难，其控制系统复杂，成本较大，智能激振器是利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩现象而制成的一种新型激振器。在这一背景下开展应用于振动平台的智能激振器的研究具有非常重要的理论意义和实际意义。^[1]激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。激振器还可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石的捣固等工作。传统激振器的驱动方法包括惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式。但是，这些形式的激振器常常存在振幅和频率不能满足工作实验要求的情况。在1974年，a．e．clark等人开发出常温下具有大磁致伸缩且各向异性最低的三元稀土合金tbdyfe，并将其推广实用化，其λs达到10q数量级，磁机耦合系数大于0.6，这就是gmm的基础。自70年代中期以来，gmm研究的重点在材料的制备工艺以及各材料成分对其性能的影响^[2-3],以及尽早实现商品化生产。至90年代前后，出现了商品化的gmm生产，主要有美国 edge technologies公司的terfenol-d，瑞典feredyn ab 公司的magmek86，后来日本、俄罗斯、英国和澳大利亚等也相继研究开发出tbdyfe2型gmm^[4]

课题目的：随着机械制造业的不断发展，机械设备的工作稳定性、准确性要求日益变高，这便对工程施工、机械制造过程中所需的激振器的工作范围和工作精度要求日益增加，同时超磁致伸缩材料出色的焦耳效应使其更多的运用于激振器中，本课题主要以超磁致伸缩致动器为基础，基于超磁致伸缩材料的维德曼效应（磁场产生旋转效应），通过柔顺放大机构，通过旋转型摆动型振动头的输出，产生合理的选转型机械振动激励输出。

课题意义：超磁致伸缩材料（gmm）以其位移分辨率高、应变大、响应速度快、输出力大、能量密度高等诸多优点，在超精密加工、微电子技术以及生物工程等领域有着广阔的应用前景。gmm材料具有双向可逆能量转换效应，其正磁致伸缩效应可应用于精密致动、流体控制（泵和阀）、声纳系统、主动减振降噪等系统，而其逆磁致伸缩效应则可用于开发力、扭矩、磁场强度等传感器件。 传统激振器的驱动方法包括惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式，传统电磁式激振器由于采用磁致伸缩材料，输出振动的频率和振幅以及振动方向因为材料和环境的原因具有一定的局限性。^[5]稀土超磁致伸缩材料也存在一些缺点，如其固有的磁滞损耗，对gmm应用于超精密加工控制、准确定位造成困难。^[6-7]

2. 研究的基本内容与方案

2.1课题内容

本课题主要以超磁致伸缩致动器为基础，基于超磁致伸缩材料的维德曼逆效应（磁场产生旋转效应），通过柔顺放大机构，通过旋转型摆动形振动头的输出，产生合理的旋转型机械振动激励输出。可用于施加在工作对象上产生高频动态的旋转型振动激励。

2.2预期达到的目标

1. 超磁致伸缩致动器的特点与基本原理、动态特性及基本的柔顺放大机构

2. 旋转型振动头及其有限元的模态分析

3. 旋转型振动头的优化改进及其振型的确定

4. 旋转型振动激励与负载的变化特性输出

2.3完成课题的方案和主要措施

1.完成初步的激振器整体结构以及旋转型振动头的初步设计

2.确定柔顺放大机构的基本结构

3.确定激振器的力学模型，通过有限元系统方程，确定振动头的振动固有频率和振型，并做进一步优化

4.利用Ansys分析，研究旋转型振动头的激励与负载的变化输出特性。如图1所示。

3. 研究计划与安排

第01-03周（2月26日-3月18日）

围绕对应毕业设计/论文主题，完成国内外相关文献的阅读，文献综述整理，选定相关英文文献的翻译；完成开题报告；对关键软硬件环境的熟悉；参加每周例会汇报。

第04-06周（3月19日-4月08日）：

4. 参考文献（12篇以上）

[1]杨家武，刘祥，郭艳玲，姜凯译.应用于振动平台的智能激振器的设计与建模[j].机电产品开发与创新,2011,(1): 74-76

[2]savageh t，abbundi r，clark a e．permeability magnetomechanicalcoupling and magnetostriction in gain—oriented rareearth—iron alloys[j]．journalapplied physics，1979，50(3)：1674-1676．

[3] akiwaka h，iio m，nagumo m，et a1．impedance anmysis of acoustic vibmtiouelement using gaint gagnetostrictivc gaterial[j]．ieeetransactions on magnetics．1992，28(5)：2208-2210．