1、采用超磁致伸縮換能器驅(qū)動(dòng)的非圓型面精密加工刀架，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重復(fù)精度高、無(wú)間隙、剛性好、傳動(dòng)慣性小、工作穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，既可實(shí)現(xiàn)無(wú)模體自動(dòng)控制高精密加工，克服傳統(tǒng)硬靠模法的缺點(diǎn)，又可克服以電磁力推動(dòng)車(chē)刀進(jìn)給的軟靠模方法精度差的缺點(diǎn)，更適用于復(fù)雜型線(xiàn)或硬質(zhì)基體的加工。因此，將為高精機(jī)械設(shè)備制造業(yè)帶來(lái)加工方式的重大變革。但超磁致伸縮換能器在實(shí)際應(yīng)用中涉及非線(xiàn)性振動(dòng)、磁彈性動(dòng)力學(xué)、精密機(jī)械加工、自動(dòng)控制等諸多學(xué)科的交叉，材料內(nèi)部的磁滯回

2、、渦流、磁機(jī)耦合、以及在磁場(chǎng)作用下的溫升等非線(xiàn)性問(wèn)題，是導(dǎo)致使超磁致伸縮換能器微動(dòng)精度不高、制約超磁致伸縮換能器理論研究和實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)難題。
　　 雖然在眾多研究者的努力下，超磁致伸縮材料器件的理論研究取得了一定的成績(jī)，但是，大部分研究主要集中在磁致伸縮組件的磁化和控制理論的研究，相關(guān)的理論建模主要集中在對(duì)微機(jī)械特性、非線(xiàn)性磁滯回特性近似方法以及基于熱平衡的磁疇理論等方面。近年來(lái)的磁致伸縮模型則主要是基于典型的能量基礎(chǔ)理論

3、來(lái)量化介于晶格間的原子力矩，或通過(guò)構(gòu)建擴(kuò)展多項(xiàng)式來(lái)量化磁致伸縮現(xiàn)象，而很少有結(jié)果是可普遍用于描述磁致伸縮材料的非線(xiàn)性耦合磁彈性特性的。由輸入場(chǎng)確定磁致伸縮應(yīng)變的非線(xiàn)性模型，在用來(lái)描述超磁致伸縮材料的耦合磁彈性問(wèn)題上，相關(guān)文獻(xiàn)曾提及過(guò)，但在用于描述車(chē)削加工的磁致伸縮換能器的應(yīng)變模型及近似方法上仍是不足的。基于上述原因，本文展開(kāi)了對(duì)超磁致伸縮材料非線(xiàn)性特性和用于車(chē)削加工的超磁致伸縮換能器磁機(jī)耦合問(wèn)題的研究，為超磁致伸縮換能器在非圓型面車(chē)削加

4、工領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1、通過(guò)超磁致伸縮車(chē)削刀架性能實(shí)驗(yàn)，分析電流（磁場(chǎng)強(qiáng)度）及預(yù)壓力對(duì)超磁致伸縮材料變形量的影響，從中找出電流強(qiáng)度、預(yù)壓力與超磁致伸縮材料伸縮量相互間的函數(shù)關(guān)系。
　　 2、通過(guò)對(duì)活塞裙面變橢圓截面及中凸型線(xiàn)的成型理論分析，解決了插值過(guò)程中出現(xiàn)的由端點(diǎn)處二階導(dǎo)數(shù)引起的插值波動(dòng)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)橢圓截面和中凸型面加工軌跡的合成，建立了超磁致伸縮活塞車(chē)削系

5、統(tǒng)的模擬加工軌跡，首次提出了活塞中凸變型面的超磁致伸縮車(chē)削加工機(jī)理，并建立了活塞型面加工所需的數(shù)據(jù)文件。
　　 3、根據(jù)壓磁理論，對(duì)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)作用下?lián)Q能器系統(tǒng)進(jìn)行分析，引入了預(yù)壓彈簧的非線(xiàn)性特性，提出了含有平方、立方非線(xiàn)性項(xiàng)的超磁致伸縮換能器系統(tǒng)力學(xué)模型，并分析討論了力學(xué)模型可能存在的混沌現(xiàn)象。通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真和數(shù)值模擬對(duì)換能器系統(tǒng)進(jìn)行理論分析，確立了影響換能器系統(tǒng)非線(xiàn)性特性的主要因素。
　　 4、利用Maxwell's方程提

6、出了含有材料特性參數(shù)的內(nèi)部磁場(chǎng)分布函數(shù)，建立了超磁致伸縮材料內(nèi)部磁場(chǎng)表達(dá)式，首次將材料特性參數(shù)引入了材料內(nèi)部磁場(chǎng)分析過(guò)程中。并分析討論了影響材料內(nèi)部磁場(chǎng)分布的主要影響因素。
　　 5、基于所建立的超磁致伸縮材料內(nèi)部磁場(chǎng)分布函數(shù)，改進(jìn)了Jiles-Atherton非線(xiàn)性滯回模型，將超磁致伸縮材料內(nèi)部磁場(chǎng)特性引入了滯回特性的分析過(guò)程中。通過(guò)分析討論材料參數(shù)和渦流對(duì)滯回特性的影響，表明在較高激勵(lì)頻率作用下，應(yīng)充分考慮材料內(nèi)部的磁場(chǎng)分布

7、特性。
　　 6、根據(jù)磁彈性理論，綜合考慮超磁致伸縮材料的特性參數(shù)、材料內(nèi)部磁場(chǎng)分布和偏置磁場(chǎng)的影響，提出了超磁致伸縮換能器耦合磁彈性理論模型，建立了復(fù)系數(shù)位移分布方程。在不同邊界條件下，對(duì)理論模型進(jìn)行了分析討論。通過(guò)仿真結(jié)果與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的比較，驗(yàn)證了理論模型的合理性。并在不同參數(shù)條件下，分析討論了相關(guān)因素對(duì)換能器輸出性能的影響。
　　 7、在對(duì)超磁致伸縮材料輸出端位移假設(shè)的基礎(chǔ)上，提出了以輸出頂桿為研究對(duì)象、考慮