介绍了利用国产超磁致伸缩材料研制的电-机转换器结构与工作原理利用磁压方程和磁路原理导出了其位移和力输出特性的静态数学模型.构建了GMM转换器的静态输出特性的实验测试系统实验研究了GMM转换器的输出位移、输出力的静态和滞回特性.实验结果表明:GMM转换器具有较大的输出位移和输出力;施加适当的预压力和偏置磁场可增大GMM转换器线性输出位移;驱动电流在0.5～1.25 A范围内可有效减小输出位移的非线性.实验测得的原始输出数据为进一步将其应用于两级电液伺服阀提供了设计和实验依据.

针对空间结构的动力灾变控制,以超磁致伸缩材料为核心元件,充分利用其输出力大、响应速度快、可靠性高、驱动电压低等磁控特性,设计出一种将电磁能转化为机械能的磁致伸缩作动器,并分析其工作原理和设计方法,然后通过试验对其进行输出性能测试。

为了克服现有微夹钳夹持力和夹持范围不足的问题,以超磁致伸缩材料（GMM）为驱动源提出了一种新型的微夹钳.利用GMM棒在磁场变化时发生伸缩形变提供驱动力,并采用柔性铰链和杠杆机构对输出位移量进行放大,分析并优化磁回路以减小损耗.... 展开更多

介绍了几种基于新型功能材料(超磁致伸缩材料GMM和电致伸缩材料PMN等)的电液伺服阀的结构组成和工作原理,并对它们的各自特点进行了对比分析.综合对比表明:与传统伺服阀相比,以新型功能材料为电-机械转换器的电液伺服阀具有高频响、高精度、大输出力等优异性能.

提出基于GMA喷嘴挡板伺服阀的新结构,研制了GMM电-机械转换器及其喷嘴挡板伺服阀,分析其结构特点与需要解决的关键技术,建立动态数学模型.构建基于GMA喷嘴挡板伺服阀动态特性的试验系统,试验研究GMA喷嘴挡板伺服阀的阶跃和幅频响应特性,试验测得其阶跃响应上升时间为l ns、幅频宽达680 Hz;将试验结果与仿真结果进行对比分析,两者基本吻合,论证动态数学模型的正确性.研究结果表明,用GMM设计新型电-机械转换器,可提高喷嘴挡板阀乃至整个电液伺服系统的频响和精度.

介绍了利用国产超磁致伸缩材料（GMM）的电-机械转换器（GMA）工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强度沿轴线的变化规律。实测了GMA不同输入电流时的磁感应强度,与有限元计算结果对比分析可以看出,两者虽有差异但基本相同,还论证了数学模型的正确性。研究结果对GMA磁场分布规律的预测及结构优化设计提供了理论依据。

为了满足液压系统对流量控制的高精度要求,设计一种具有压力和温度电反馈补偿的流量控制阀。该阀可采用手动和数字信号两种控制方式,利用超磁致伸缩驱动器对流量阀进行压力和温度补偿,能够消除由于压力和温度的变化引起的输出流量的波动,从而提高控制精度。通过结构和原理分析,认为该方案能够弥补现有流量阀压力和温度补偿方法存在的精度低和压力损失大等缺点,在技术上是可行的。

提出一种基于超磁致伸缩转换器的新型直动式高频电液伺服阀（GMM高频伺服阀），介绍了GMM高频伺服阀的结构组成和工作原理，在建立其数学模型的基础上，构建了AMESim仿真模型，仿真分析供油压力、阀芯与阀套间的径向间隙、阀芯圆角、等效质量、阻尼系数和液动力等不同参数对伺服阀输出流量和动态特性的影响。仿真结果表明：GMM高频伺服阀在10MPa供油压力下，输出流量可达6．09L／min，上升时间仅为0．5ms，超调量为11．3％，具有良好的静动态特性；径向间隙大于24μm时，对伺服阀的输出流量和动态特性影响较大；减小等效质量、增大阻尼系数、阀芯保持锐边，可以提高伺服阀的动态特性；供油压力和液动力对伺服阀动态特性无显著影响。仿真结果为GMM高频伺服阀的结构设计和结构参数优化提供了理论依据。

对基于超磁致伸缩驱动器的高速液压开关阀进行了初步的研究，设计了单和双联锥体式阀芯的高速开关阀结构，还对这种阀的主要性能参数做了简要分析。

与传统伺服阀相比以新型功能材料为电-机械转换器的电液伺服阀具有高频响、高精度和易于微型化等优点.介绍了几种基于新型功能材料(超磁致伸缩材料GMM、电致伸缩材料PMN和形状记忆合金SMA等)的电液伺服阀的结构组成和工作原理并对它们的各自特点进行了对比分析.最后对新型功能材料特别是超磁致伸缩材料GMM在高性能电液伺服阀的应用现状进行了展望.