机械工程学报

作者：李波, 朱彦超, 舒亮, 杨家斌, 陈定方

单位：1. 武汉理工大学智能制造与控制研究所 武汉 430063;2. 温州大学浙江省低压电器智能技术重点实验室 温州 325035

关键词：磁致伸缩,电静液作动器,动态建模,体积模量变化,密度变化；

基金：国家自然科学基金（51975418）、浙江省自然科学基金（LY15E050011）和中国博士后科学基金（2015M571904）资助项目。

为能够准确预测超磁致伸缩电静液作动器（M-EHA）的动态输出特性，提出一种考虑流体体积模量和密度变化的非线性动力学建模方法。采用Jiles-Atherton磁滞模型对超磁致伸缩材料的本征非线性进行描述，并通过整流阀振动方程、流量方程、管路压降方程和液压缸动力学方程对流体整体传动特性进行建模。为研究流体体积模量和密度变化的影响，将流体有效体积模量处理为压力的函数，并结合电液模拟理论研究了管路中流体的可压缩性、惯性以及黏性对于M-EHA输出性能的影响，最终建立了其非线性动力学模型。采用4阶龙格库塔法对模型进行迭代求解，并结合试验对比分析，研究了驱动频率、偏置压力以及负载与作动系统输出性能之间的关系。研究结果表明，作动系统输出性能随驱动频率呈双峰变化趋势，且随着偏置压力增加，峰值频率上升，在2.6 MPa偏压时，达到最佳输出水平，为高性能M-EHA的设计开发与优化奠定了理论基础。

来源：2020年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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