机床与液压

作者：闫洪波，刘怡雯，马庆振，韩世发，张天辉

单位：内蒙古科技大学机械工程学院；内蒙古科技大学机械工程学院；内蒙古科技大学机械工程学院；内蒙古科技大学机械工程学院；内蒙古科技大学机械工程学院

关键词：超磁致伸缩换能器;放大机构;小型化设计;ANSYS有限元仿真

基金：国家自然科学基金地区科学基金项目（52266005）

随着电声装置逐渐向微型化方向发展，对超磁致伸缩换能器（GMA）的输出位移和形状尺寸等提出了更高要求。为此，设计一种弓张式位移放大机构，旨在增大GMA的输出位移并实现小型化设计。通过理论推导建立了弓张结构的分析模型，得到了其位移放大比随主支臂参数变化的规律；将仿真结果与理论结果进行比较，分析了误差来源，并确定了最佳位移放大比下的主支臂参数；最后，通过有限元仿真研究了主支臂形状变化对位移放大比的影响。结果表明：优化后的主支臂参数满足了电声换能器小型化设计要求，放大机构整体尺寸为15.8 mm（长）×8.6 mm（高）×4.0 mm（厚），位移放大比为9.87，与实际值的误差在5.2%内；可从主支臂与水平夹角来判断梯形体结构是否适用于弓张结构的主支臂形状，夹角越小，位移放大比越大，椭圆形的支臂结构有利于提高位移放大比。

来源：2025年第8期

《机床与液压》期刊编辑部

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