磁致伸缩、压电层状复合磁电传感器非线性动态有限元模型

被引:13
作者
张纳 [1 ,2 ]
王博文 [1 ]
王莉 [1 ]
李淑英 [2 ]
王志华 [1 ]
翁玲 [1 ]
黄文美 [1 ]
李娜 [3 ]
机构
[1] 河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室
[2] 天津工业大学理学院
[3] 渤海石油装备承德石油机械有限公司
关键词
磁电传感器; 有限元; Hamilton原理; 磁致伸缩; 压电效应;
D O I
10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.2012.07.019
中图分类号
TP212 [发送器(变换器)、传感器];
学科分类号
080202 ;
摘要
基于磁致伸缩材料标准平方模型和压电材料线性本构关系,应用Hamilton变分原理建立了磁电传感器的磁-机-电耦合特性的动力学方程。建立的动力学方程考虑了磁致伸缩材料的磁滞现象和E效应的影响。应用所建立的模型求解了LT型磁致伸缩/压电磁电传感器的输出特性,与实验结果进行对比发现模型可较准确地预测磁电传感器在不同偏置磁场和交流驱动磁场激励下其输出电压随时间的变化关系。当偏置磁场为22.1kA/m,正弦交流驱动磁场为7.4kA/m、频率为100Hz时,计算结果和实验结果误差为0.9%。同时,应用该模型还可以确定磁电传感器的最大交流驱动磁场。
引用
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