基于热管与风冷的超磁致伸缩致动器温控系统设计与实验分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，超磁致伸缩材料（giantmagnetostrictivematerial，gmm）以其优异的能量密度、响应速度和驱动频率等特性，在精密机械、航空航天、生物医学等领域展现出巨大的应用潜力。

超磁致伸缩致动器作为gmm的关键应用形式之一，具有驱动位移大、精度高、响应快等优势，但其工作过程中产生的热量积累问题严重制约了其性能的发挥和应用范围的拓展。

本课题研究基于热管与风冷技术的超磁致伸缩致动器温控系统，旨在提高其散热效率，降低工作温度，从而改善其输出特性，提升其运行稳定性和使用寿命，具有重要的工程应用价值和科学意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

超磁致伸缩致动器（gma）作为一种新型的驱动器件，近年来在国内外受到越来越多的关注。

由于gma在工作过程中会产生大量的热，因此对其进行有效的热管理对于保证其性能和寿命至关重要。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题的主要研究内容包括以下几个方面:1.超磁致伸缩致动器热特性分析:-研究超磁致伸缩材料的磁致伸缩效应、磁滞损耗和涡流损耗等特性，分析其发热机理。

-分析致动器的结构、工作原理和传热路径，建立其热特性模型，为温控系统的设计提供理论依据。

-研究温度对超磁致伸缩致动器输出性能的影响，确定合理的温度控制范围。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，逐步开展研究工作。

1.首先，通过查阅文献和参考相关资料，对超磁致伸缩材料的特性、致动器的结构和工作原理、以及现有的温控技术进行深入了解，为后续研究奠定基础。

2.其次，利用ansys、comsol等仿真软件，对超磁致伸缩致动器的热特性进行数值模拟，分析其发热机理、传热路径和温度分布，并优化热管和风冷散热器的结构参数，为温控系统的设计提供理论依据。

5. 研究的创新点

本课题的创新点主要体现在以下几个方面:1.提出了一种基于热管与风冷的复合散热结构，充分发挥两种散热方式的优势，提高散热效率，为超磁致伸缩致动器的温控提供了一种新的思路。

2.建立了超磁致伸缩致动器的热特性模型，并通过数值模拟和实验验证，为温控系统的设计和优化提供了理论依据。

3.设计了一种智能化的温控策略，实现了对致动器工作温度的精确控制，提高了其性能和稳定性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 孙浩, 张进秋, 孙磊, 等. 超磁致伸缩材料与器件及其应用[m]. 北京: 化学工业出版社, 2018.

2. 张建华, 焦宗夏, 刘迎曦. 超磁致伸缩致动器发展现状及应用[j]. 机床与液压, 2017, 45(17): 1-6.

3. 陈光, 姚宏, 葛良全, 等. 基于ansys的超磁致伸缩致动器多场耦合分析[j]. 机械设计与制造, 2022(10): 241-245.