GMM不饱和小回线迟滞模型的修订

2012-10-08何汉林孟爱华祝甲明

杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2012年6期

何汉林，孟爱华，祝甲明

(杭州电子科技大学机械工程学院，浙江杭州310018)

0 引言

由于超磁致伸缩材料具有各种优点，使得在精密驱动技术中应用非常广泛。但由于磁性材料的磁滞非线性，使得由超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩微位移执行器的输入和输出存在一定滞后，给超磁致伸缩微位移执行器的精确控制带来困难。因此，怎样去对超磁致伸缩材料迟滞特性进行建模成为各国学者研究的热点。其中，基于磁性材料内部机理的Jiles-Atherton模型(J-A模型)［1，2］，其物理意义明确，易于修正和扩展，在超磁致伸缩材料的性能分析中，应用非常广泛。在实际工程应用中，驱动磁场往往达不到饱和状态，这时超磁致伸缩材料的磁滞回线为不饱和小回线。此时采用经典J－A模型仿真出来的磁滞回线不仅不对称，还常常不闭合［3］。Jiles和Calkins通过对小回线的起点、转折点、终点的数值进行积分来修订小回线［4，5］，但是该方法计算过程极度繁琐，应用受到很大限制。Lederer和Carpenter对不饱和小回线采用平移和放大因子的形式进行了修订［6，7］，比Jiles等人的体积分数形式要简单许多，但仍需已知主回线和小回线顶点处的磁化强度。本文通过分析不饱和小回线在磁化过程中的变化规律，找出影响小回线变化的关键因素，对J－A模型相关参数进行修订，建立适用于对称和不对称条件下的不饱和小回线迟滞模型。