本發(fā)明涉及稀土材料研究和測試領(lǐng)域，具體地，涉及一種磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法。

背景技術(shù)：

1、稀土超磁致伸縮材料及其器件是國家重大關(guān)切。近年來，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“稀土新材料”重點專項。面向新一代信息技術(shù)、航空航天、先進軌道交通、節(jié)能與新能源汽車、高端醫(yī)療器械、先進制造等領(lǐng)域?qū)ο⊥列虏牧系钠惹行枨?，發(fā)展具有我國資源特色和技術(shù)急需的稀土新材料，加強稀土新材料前沿技術(shù)基礎(chǔ)、工程化與應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，提升稀土新材料原始創(chuàng)新能力和高端應(yīng)用水平。

2、然而稀土超磁致伸縮材料的材料特性復(fù)雜，其物理特性受到外置磁場、加載應(yīng)力和工作環(huán)境溫度等耦合環(huán)境因素的影響。對于加載應(yīng)力的影響，目前的應(yīng)用中大多數(shù)采用預(yù)先加載的方式，限定了磁致伸縮材料的應(yīng)用性能，一旦磁致伸縮材料的受載情況發(fā)生改變，將會影響執(zhí)行裝置的使用性能；對于溫度的影響，更多是采用物理升溫或者降溫的方式補償溫度引起的誤差，如專利文獻(xiàn)cn116518838a采用發(fā)熱絲對磁致伸縮材料進行加熱，補償由于低溫引起的誤差，但由于稀土超磁致伸縮材料受各個參數(shù)相互耦合的影響，磁致伸縮材料的輸出應(yīng)變、磁通和輸入磁場、壓力之間的關(guān)系確定起來非常困難。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，包括如下步驟：

3、s1：控制系統(tǒng)調(diào)整隔熱箱體的溫度至預(yù)設(shè)溫度值t1，并通過溫度檢測組件將檢測到的執(zhí)行裝置內(nèi)待測磁致伸縮材料表面溫度值t2反饋至所述的控制系統(tǒng)；

4、s2：控制系統(tǒng)調(diào)整壓力加載裝置施加到執(zhí)行裝置的壓力值至預(yù)設(shè)壓力值；

5、s3：控制系統(tǒng)命令執(zhí)行裝置按預(yù)定程序產(chǎn)生動作，并將過程中的全部輸入變量和輸出變量反饋給所述控制系統(tǒng)；

6、s4：若未完成所有待檢測預(yù)設(shè)溫度值，則執(zhí)行s1，控制系統(tǒng)調(diào)整至下一預(yù)設(shè)溫度值，若已完成則執(zhí)行s5；

7、s5：若未完成所有待檢測預(yù)設(shè)壓力值，則執(zhí)行s2，控制系統(tǒng)調(diào)整至下一預(yù)設(shè)壓力值，若已完成則執(zhí)行s6；

8、s6：控制系統(tǒng)記錄所有數(shù)據(jù)，更新材料模型中參數(shù)，完成對待測磁致伸縮材料的測試。

9、優(yōu)選地，所述執(zhí)行裝置布置在隔熱箱體的內(nèi)部，所述執(zhí)行裝置內(nèi)部設(shè)置有待測磁致伸縮材料、溫度檢測組件以及沿所述待測磁致伸縮材料周向布置的能量輸入組件。

10、優(yōu)選地，所述壓力加載裝置與執(zhí)行裝置連接，并直接將壓力施加在待檢測磁致伸縮材料樣件上。

11、優(yōu)選地，在s1中，所述隔熱箱體的預(yù)設(shè)溫度值t1和磁致伸縮材料表明溫度值t2存在如下關(guān)系：

12、t2＝a0+a1*t1

13、其中：a1為環(huán)境影響系數(shù)，a0為校正系數(shù)，a0和a1的數(shù)值由控制系統(tǒng)計算并保存。

14、優(yōu)選地，所述輸入變量由控制系統(tǒng)命令能量輸入組件施加給執(zhí)行裝置實現(xiàn)。

15、優(yōu)選地，所述輸入變量包括電流、電壓、磁場中的任一種或任多種組合并由控制系統(tǒng)計算為輸入磁場代入到材料模型。

16、優(yōu)選地，所述輸出變量包括磁通量、位移、應(yīng)變、力中的任一種或任多種組合，由輸出檢測裝置反饋給控制系統(tǒng)，并計算為輸出磁通和應(yīng)變代入到材料模型。

17、優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)中材料模型如下：

18、

19、其中，ε為輸出應(yīng)變，b為輸出磁通，p為輸入壓力，h為輸入磁場，控制系統(tǒng)通過設(shè)定值和檢測值能夠通過求解得到；

20、s為柔性系數(shù)，d為壓磁系數(shù)，μ為磁導(dǎo)率系數(shù)，α為熱膨脹系數(shù)，β為熱磁系數(shù)，為當(dāng)前輸入的溫度值t1和預(yù)設(shè)壓力值p作用下的材料參數(shù)。

21、優(yōu)選地，所述輸出檢測裝置包括一個或多個位移、應(yīng)力或應(yīng)變傳感器，所述輸出檢測裝置的安裝在隔熱箱體的外部或執(zhí)行裝置的內(nèi)部。

22、優(yōu)選地，所述隔熱箱體能夠直接與輸出檢測裝置配合使用，測定待測磁致伸縮材料在不同溫度下的材料特性。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

24、1、本發(fā)明針對稀土超磁致伸縮材料的材料特性受磁場、應(yīng)力和溫度耦合影響的特點，能夠測定材料在耦合變量作用下的輸出特性，避免了已有材料測試中忽略某一變量的問題，提高材料的使用性能，通過標(biāo)定磁致伸縮材料的輸出應(yīng)變、磁通和輸入磁場、壓力之間的關(guān)系，為稀土超磁致伸縮材料的研究和標(biāo)定提供一種可靠的方法。

25、2、本發(fā)明考慮到熱傳遞過程中可能的影響，在測試過程中考慮到環(huán)境溫度和磁致伸縮材料表面溫度的不一致性，進一步提升材料參數(shù)測試的準(zhǔn)確性；

技術(shù)特征：

1.一種磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述執(zhí)行裝置(2)布置在隔熱箱體(1)的內(nèi)部，所述執(zhí)行裝置(2)內(nèi)部設(shè)置有待測磁致伸縮材料(21)、溫度檢測組件(23)以及沿所述待測磁致伸縮材料(21)周向布置的能量輸入組件(22)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述壓力加載裝置(3)與執(zhí)行裝置(2)連接，并直接將壓力施加在待檢測磁致伸縮材料(21)樣件上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，在s1中，所述隔熱箱體(1)的預(yù)設(shè)溫度值t1和磁致伸縮材料表明溫度值t2存在如下關(guān)系：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述輸入變量由控制系統(tǒng)命令能量輸入組件(22)施加給執(zhí)行裝置(2)實現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述輸入變量包括電流、電壓、磁場中的任一種或任多種組合并由控制系統(tǒng)計算為輸入磁場代入到材料模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述輸出變量包括磁通量、位移、應(yīng)變、力中的任一種或任多種組合，由輸出檢測裝置(4)反饋給控制系統(tǒng)，并計算為輸出磁通和應(yīng)變代入到材料模型。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述控制系統(tǒng)中材料模型如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述輸出檢測裝置(4)包括一個或多個位移、應(yīng)力或應(yīng)變傳感器，所述輸出檢測裝置(4)的安裝在隔熱箱體(1)的外部或執(zhí)行裝置(2)的內(nèi)部。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，其特征在于，所述隔熱箱體(1)能夠直接與輸出檢測裝置(4)配合使用，測定待測磁致伸縮材料(21)在不同溫度下的材料特性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及稀土材料研究和測試領(lǐng)域，提供了一種磁致伸縮材料的溫度與壓力影響測試方法，包括如下步驟：S1：調(diào)整隔熱箱體的溫度，并將檢測到的待測磁致伸縮材料表面溫度值反饋至控制系統(tǒng)；S2：調(diào)整施加到執(zhí)行裝置的壓力值；S3：命令執(zhí)行裝置按預(yù)定程序產(chǎn)生動作，并將全部輸入變量和輸出變量反饋給控制系統(tǒng)；S4：若未完成所有待檢測預(yù)設(shè)溫度值，則執(zhí)行S1，若已完成則執(zhí)行S5；S5：若未完成所有待檢測預(yù)設(shè)壓力值，則執(zhí)行S2，若已完成則執(zhí)行S6；S6：記錄所有數(shù)據(jù)，完成測試。本發(fā)明通過標(biāo)定磁致伸縮材料的輸出應(yīng)變、磁通和輸入磁場、壓力之間的關(guān)系，為稀土超磁致伸縮材料的研究和標(biāo)定提供一種可靠的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：謝東健,楊斌堂
受保護的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)內(nèi)蒙古研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30