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论文类型：期刊论文

发表时间：2007-12-15

发表刊物：机械工程学报

收录刊物：Scopus、EI、PKU、ISTIC、CSCD

卷号：43

期号：12

页面范围：5-11

ISSN号：0577-6686

关键字：超磁致伸缩薄膜;非线性振动;哈密顿原理

摘要：将双层超磁致伸缩薄膜(Giant magnetostrictive thin film,GMF)悬臂梁的磁致伸缩作用等效为分布弯矩作用,以简化磁机耦合模型.在几何非线性弹性变形理论基础上,根据哈密顿原理推导出超磁致伸缩薄膜非线性变形的控制方程,并给出超磁致伸缩薄膜悬臂梁静态几何非线性变形模型、非线性主共振和超谐波共振响应模型.采用悬臂梁式超磁致伸缩双层膜(铽镝铁-聚酰亚胺-钐铁)进行变形特性的试验研究,发现超磁致伸缩双层膜表现出明显的几何非线性变形特征,悬臂梁端部位移量约为厚度的2/3;同时检测到悬臂梁的超谐波共振现象,前三阶超谐波共振的驱动效率与一阶主共振的驱动效率具有可比性.将所提出的静态非线性变形模型和振动响应模型分别与试验结果对比发现,两个模型可较好地说明双层超磁致伸缩薄膜的非线性变形特性,为有效地利用超磁致伸缩薄膜设计开发微驱动器和微传感器提供依据.