改进的LTspice模型研究稀土超磁致伸缩换能器OA
Modeling of rare earth giant magnetostrictive transducers using an improved LTspice circuit model
针对传统等效电路模型难以精确表征换能器内部振动特性的问题,本文提出一种基于LTspice的分段等效电路建模方法,用于超磁致伸缩换能器设计与性能优化.对各弹性组件进行分段处理,构建换能器多场耦合电路模型,计算换能器的轴向位移分布及其在空气/水介质中的阻抗特性.结果表明,模型预测谐振频率误差小于3%,可精准定位31.75 mm位移节点及18.95倍振幅比等关键参数,计算结果与实验结果一致.相较有限元法,本模型兼具结构可视化与高效计算优势,为换能器设计与参数优化提供有效工具.
To address the limitations of traditional equivalent circuit models in accurately characterizing the inter-nal vibration behavior of transducers,a segmented equivalent circuit modeling method based on LTspice is pro-posed for the design and performance optimization of giant magnetostrictive transducers.Elastic components are segmented,and a multi-field coupled circuit model of the transducer is constructed to calculate the axial displace-ment distribution and impedance characteristics in air and water.The results show that the model predicts the reso-nant frequency with an error of less than 3%,and accurately identifies key parameters such as the displacement node at 31.75 mm and an amplitude ratio of 18.95.The calculated results are consistent with experimental mea-surements.Compared with the finite element method,the proposed model offers both structural visualization and high computational efficiency,providing an effective tool for transducer design and parameter optimization.
买子桐;贺西平;申文洁;李清晏;刘玉娟;周磊;陈恬雅
陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119陕西师范大学 物理学与信息技术学院,陕西 西安 710119||陕西省超声重点实验室,陕西 西安 710119
通用工业技术
LTspice超磁致伸缩换能器位移分布阻抗特性振型多物理场耦合等效电路
LTspicegiant magnetostrictive transducerdisplacement distributionimpedance characteristicsmode shapemulti-physics couplingequivalent circuit
《哈尔滨工程大学学报》 2026 (4)
744-751,8
国家自然科学基金项目(12174241).
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