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Numerische Modellierung magnetostriktiver Wandlerwerkstoffe

Numerische Modellierung magnetostriktiver Wandlerwerkstoffe
磁致伸缩换能器材料的数值模拟
批准号:
42574496
负责人:
Professor Dr.-Ing. Holger Hanselka
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
2007
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2006-12-31 至 2008-12-31

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
在我们的卫理公会和数字基础上,我们可以为奥斯勒贡的磁力发电设备提供能量和能量。磁致伸缩材料的Wandeln机构在磁能和磁能和Können Somit für aktorische和传感器Zwecke genutzt是登。从现在开始,我们将继续努力,从现在开始,从现在开始,我们将继续努力。这是一种新的技术和技术,它是一种新型的材料和材料,它是一种高效的材料,它是一种新型的材料,是一种新型的材料。从现在开始,我们将继续努力,以适应未来的发展。我们在数字模型和模拟磁致伸缩器的基础上,对磁致伸缩器进行了数值模拟,并对磁致伸缩系统进行了数值模拟,得到了磁力机械能和肺实体的数值模拟结果。这是一种很好的感觉,也是一种很好的方式。这句话的意思是:“这是一件非常重要的事情,因为这是一件非常重要的事情。”用有限元方法建立了磁致伸缩材料的有限元模型,并用有限元方法对其进行了分析。我是Rahman Dieses Vorhabens liegt der Schwerpenkt auf der Implementierung des Magicostriktiven Finiten Eliten。这是一种新的软件开发方式,所有的模块都存在这样的问题。用有限元方法对系统进行了有限元模拟,并进行了实验验证。这是一个很好的系统,它的振动很小,戴着手套的人看起来很舒服。本系统采用通用的图形界面,并在此基础上实现了一系列的功能。在此基础上,采用有限元方法进行了机构和磁学性能的有限元模拟。在此基础上,我们将建立一种新的系统和一种新的系统。
英文摘要
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines gekoppelten Finiten Elementes zur Auslegung magnetostriktiver Energiewandler sowie dessen Einbindung in eine Methodik zur numerisch basierten Auslegung aktiver Struktursysteme. Magnetostriktive Materialien wandeln mechanische in magnetische Energie und umgekehrt und können somit für aktorische und sensorische Zwecke genutzt werden. Sie sind für die Realisierung moderner aktiver, adaptronischer Strukturen bedeutsam, wobei das Eigenschaftsprofil technischer Magnetostriktoren das heutige Lösungsangebot der Adaptronik deutlich erweitern kann. Technische Magnetostriktoren zeichnen sich beispielsweise durch moderate Steifigkeit des Wandlermaterials, thermische Robustheit des Effekts, geringe erforderliche elektrische Steuerspannungen und einfach zu realisierende Steuerelektroniken gegenüber den derzeit stark verbreiteten Piezowandlern aus. Dennoch sind Magnetostriktoren bei adaptronischen Entwicklungen mit kommerzieller Ausrichtung heute kaum berücksichtigt. Ein wichtiger Grund hierfür besteht in den unzureichenden Möglichkeiten der numerischen Modellierung und Simulation magnetostriktiver Komponenten.Als wesentliche neue Aufgabe soll mit diesem Forschungsvorhaben eine vollständig gekoppelte numerische Simulation der magnetisch-mechanischen Energiewandlung realisiert werden, um magnetostriktive Wandler frühzeitig in den Auslegungsprozess adaptronischer Struktursysteme zu integrieren. Der entscheidende Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass sowohl der sensorische als auch der aktorische Effekt modelliert wird. Dadurch wird es möglich, Eingangs- und Ausgangsleistung des Wandlers zu analysieren, somit z.B. die Effizienz eines magnetostriktiven Aktors zu optimieren, die Festigkeit zu beurteilen, Regelungsstrategien zu entwickeln und Steuerungselektroniken zu realisieren. Die Kopplung verschiedener numerischer Verfahren zur effizienten Analyse adaptronischer Gesamtsysteme ist hierbei eine wesentliche Vorraussetzung für eine kommerzielle Nutzung solcher Systeme und somit die Integration der magnetostriktiven Modellierung in einen Gesamtentwurfsprozess eine besondere Herausforderung.Dem Stand der Technik entsprechend und unter Berücksichtigung der Ergebnisse eigener Vorarbeiten soll das Verhalten des magnetostriktiven Wandlermaterials mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) beschrieben werden. Im Rahmen dieses Vorhabens liegt der Schwerpunkt auf der Implementierung des magnetostriktiven Finiten Elements. Dies ist notwendig, da zurzeit keine etablierte Software existiert, die alle Module zur Berechnung dieses Mehrfeldproblems bietet. Nach der Elemententwicklung wird die FE-Simulation in eine Entwicklungsumgebung für aktive Systeme integriert und anhand einer Beispielanwendung experimentell verifiziert. Zu diesem Zweck wird ein System zur aktiven Vibrationsdämpfung mittels einer Gesamtsimulation ausgelegt. Bei diesem System handelt es sich um ein so genanntes aktives Interface, welches in der Arbeitsgruppe bereits auf Basis piezokeramischer Wandler entwickelt wurde. Dabei kann gezeigt werden, dass eine integrierte FE-Simulation der mechanischen und magnetischen Komponenten des Aktors entscheidende Vorteile bei der Magnetfluss- und Strukturoptimierung bietet. Dies wiederum wird zu einer Steigerung der Leistungsfähigkeit aktiver Systeme und einer Verkürzung der Entwicklungszyklen führen.
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