买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉湖南大学申请的专利超磁致伸缩换能器非线性时域特性分析方法和系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117709163B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311759427.5，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权超磁致伸缩换能器非线性时域特性分析方法和系统是由高兵;吴泽伟;杨文虎;赵能桐;宁倩;伍文华;王雷;李湖胜;徐修贤;赵新喆;黄博浩设计研发完成，并于2023-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本超磁致伸缩换能器非线性时域特性分析方法和系统在说明书摘要公布了：本发明公开一种超磁致伸缩换能器非线性时域特性分析方法及系统。包括考虑永磁体偏置磁场下超磁致伸缩换能器的分段式磁路磁场模型、考虑超磁致伸缩棒材磁致伸缩效应的固体力学模型和换能器水下振动的压力声学模型，再构建电磁场和固体力学场的耦合策略以及固体力学场与压力声学场的耦合策略，从而建立超磁致伸缩换能器整体电‑磁‑机‑声耦合的非线性时域模型，在不同偏置磁场和预应力的工况下，分析换能器模型的时域输出特性，从而为超磁致伸缩电声换能器的设计提供一种方法。

本发明授权超磁致伸缩换能器非线性时域特性分析方法和系统在权利要求书中公布了：1.一种超磁致伸缩换能器非线性时域特性分析方法，其特征在于，包括： S1建立超磁致伸缩纵振换能器的物理几何模型； S2建立所述超磁致伸缩换能器的磁场分析模型； S3分析磁化过程中考虑永磁体偏置影响的Terfenol-D棒材的有效磁场； S4建立考虑所述Terfenol-D棒材磁致伸缩效应的换能器固体力学场分析模型； S5建立所述超磁致伸缩换能器的电磁-机械场耦合策略及求解； S6建立所述超磁致伸缩换能器的瞬态机械-声场耦合策略及求解，完成超磁致伸缩换能器电-磁-机-声多场耦合非线性时域模型的构建及求解； S7分析换能器预应力和偏置磁场的最优配合关系，在不同预应力下对多个偏置磁场点进行测试，以寻找各预应力下最大位移幅值对应的偏置磁场，在所有预应力和偏置磁场的组合下寻找最大位移幅值，即可将对应的预应力和偏置磁场作为最优配合关系； 所述物理几何模型包括激励模块、磁路模块和输出模块；所述磁路模块包括导磁块、硅钢片、永磁体、Terfenol-D棒材和磁轭；所述激励模块包括线圈和永磁体，所述线圈为所述Terfenol-D棒材提供交流磁场，所述永磁体为所述Terfenol-D棒材提供偏置磁场；所述输出模块包括导磁块、硅钢片、永磁体、前质量块、后质量块和所述Terfenol-D棒材组成，所述物理几何模型的宏观输出结果为在所述前质量块顶端的输出位移和水域中的声压； 所述步骤S2包括： 所述超磁致伸缩换能器工作在外加线圈电流密度激励的电磁场中，通过有限元法将Maxwell方程组应用至Terfenol-D棒材的电磁场描述如式1： 1 其中，Hac代表线圈电流在Terfenol-D棒材产生的交流磁场强度，Js为激励线圈的电流密度，JE为与涡流项相关的电流密度，σc为棒材的电导率，A为磁矢量势； 式1的弱形式方程使用加权残差法导出，使用磁矢量势A的变分δA对式1进行加权计算，则式1的弱形式方程如式2： 2 其中VA为有限元仿真中电磁场的体积域，əVA为电磁场的封闭区域，Hac×n为əVA边界切线磁场； 通过有限元软件进行漏磁计算得到永磁体在所述Terfenol-D棒材中产生的偏置磁场强度Hbias，进而所述超磁致伸缩换能器中Terfenol-D棒材的磁场强度H由式3表示为： 3； 所述步骤S3包括： 所述Terfenol-D棒材在磁场激励下的非线性磁化过程用Jiles-Atherton模型来描述，其具体表达式如式5： 5 其中He为有效磁场强度，α为平均场耦合系数，λs为饱和磁致伸缩系数，σ为棒材内部应力张量，Ms为饱和磁化强度，Man为无磁滞磁化强度，a为形状系数，M为磁化强度，Mrev和Mirr分别为可逆和不可逆磁化强度，c为可逆系数，δ1为方向系数，当dHdt0时，δ1为1，当dHdt0时，δ1为0，k为钉扎系数，，至此可以由四阶Runge-kutta法迭代求解式5，得到Terfenol-D棒材中的磁化强度M和有效磁场强度He。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人湖南大学，其通讯地址为：410012 湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。