机械工程学报

作者：兰天, 冯平法, 张建富, 周辉林

单位：清华大学机械工程系 北京 100084

关键词：超声加工,超磁致伸缩,换能器,涡流损耗,温度控制；

基金：国家自然科学基金资助项目（51875311）。

超磁致伸缩材料用于换能器后可实现大振幅的超声加工。超磁致伸缩换能器使用时会施加高频电流，内部会产生较大的涡流损耗，引起换能器内部系统的温升，造成不必要的能量损耗，因此对换能器内部进行优化设计，降低换能器内部的涡流损耗，可有效提高能量利用率，减小系统温升，提高换能器的振幅稳定性。建立了超磁致伸缩换能器内部涡流损耗的理论模型，特别分析了超磁致伸缩材料和永磁体切片对涡流损耗的影响。同时借助ANSYS Workbench软件对超磁致伸缩换能器工作时产生的涡流损耗及其引起的换能器整体的温升情况进行了有限元仿真分析，在理论层面得到了换能器内部的涡流损耗规律。最终提出了超磁致伸缩换能器的永磁体切片优化方案，结果表明，切片优化后的换能器涡流损耗明显降低，工作时温升情况得到明显抑制。

来源：2022年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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