【正文】 這項工作是由美國國家科學基金會，工程局，土木及機械系統(tǒng)項目的支持，合同號：CMS0528265。 綜上所述，結合實驗和模擬的結果表明，薄細長條狀振動的縱模的解析解應予以調整，以反映平面應力條件下的振動行為的主導地位。平面應力的支配也應該持有如此縱向振動的情況下，在橋梁或懸臂結構。因此，對于一個獨立的條帶（5a）和懸臂（5b ）的固有振動頻率的關系，應使用平面應力或雙軸模量被修改， （5a） （5b）用公式5所示，諧振頻率相比方程的初始情況。當與實驗結果比較它們，共識應該當聲波速度匹配即可到達。獲得泊松比指數(shù)（見表二）。泊松比率為系統(tǒng)地改變，并在諧振頻率相應的影響進行了記錄。所選擇的網格類型為曼哈頓磚，元素順序設置為拋物線，和元素大小為160 160 。對應變有限元模擬相應的狀態(tài)進行研究。使用等式（4）可以把泊松比表示為冪指數(shù)n的一個函數(shù)（實線所示的一個函數(shù)如圖2）。對于各種長寬比，這是真實的，這意味著寬度不影響共振頻率，然而它的確是橫向振動模式。條帶的長度和長寬比長/寬大小進行了系統(tǒng)的變化（見表一）。通過調制的外部磁場，這些條帶被驅動產生諧振，同時它們時變反應通過一個信號采集線圈來監(jiān)視。為了研究制備和測試了磁致伸縮條樣本，以確定在介質中的傳播速度這些問題。反過來，采用模態(tài)分析數(shù)值模擬將確定共振頻率和泊松比指數(shù)n以滿足方程（3）。因此，一個薄的、細長的自由振動桿的一階縱向振動頻率可以表示為： （3）另外，聲波的傳播速度νa可以表示為： 或者 （4） 使用這些方程時，聲波傳播速度可以通過實驗測量幾個不同長度薄帶的諧振頻率，然后繪制?比L之后確定，它的特征可以通過擬合來確定該波的速度。 為了探討這一假設，我們將假定泊松比的冪指數(shù)是可變的，標記為n。但是，修正后的方程仍然不匹配實驗結果，并有可能已經不適用這種情況。例如，一個從Metglas 2826 MB這種切割而來的尺寸為8mm28mm的自由條帶（自由自由板）， g/cm3，楊氏模量為105 GPa。在這種情況下，方程（1a）和（1b）變?yōu)? （2a） （2b）這些修正的方程已被廣泛采用來描述磁致伸縮諧振器的行為。但是，當厚度與寬度尺寸可比較，而他們卻遠小于長度時，該桿則被認為處于平面應變狀態(tài)。上述方程是一個桿縱向振動模式中的一般表達式。因此，這項工作的重點放在執(zhí)行和關聯(lián)實驗和數(shù)值去調查、核實并且如有必要對直、細、纖細結構縱向模式振動的控制方程進行修正。迄今為止，幾乎沒有任何工作從本質上解決縱向振動模式懸臂或橫梁運作。其重點是磁致伸縮諧振器?？v向振動模態(tài)或者平行于聲波傳播的方向會增強靈敏度，不僅因為顯著增加了其諧振頻率（對于相同尺寸諧振器），同時也極大地降低了諧振器自身質量的影響。這些傳感器通過橫向振動模式實現(xiàn)它們的功能，其中涉及了聲波傳播方向的變形正交。 【美國物理研究所2007】 在相當長的一段時間里，聲波傳感器曾作為平臺，以檢測各種化學和物理反應。 數(shù)值模擬中執(zhí)行的調整泊松比，直到聲波速度匹配所測量的實驗。薄磁致伸縮條由Metglas這種材料切割而成，并通過調制過的磁場來確定它的諧振頻率和聲波傳播速度。同時還要感謝同學們給與我的幫助與支持，是他們幫助我克服一個一個的困難和疑惑，直至本次設計的順利完成。本次論文是在張克維老師精心指導和大力幫助下完成的，所以特此感謝張老師對我的指導與幫助，張老師活躍的思維方式、淵博的知識和嚴謹?shù)闹螌W風范使我終身受益。參考文獻[1] 盛智芝. 電化學沉積法制備FeB磁致伸縮材料的研究[D].太原科技大學,2012.[2] 武繼文. 熔融抽拉法制備非晶態(tài)軟磁合金纖維及其巨磁阻抗效應研究[D].南京：南京師范大學，2003.[3] 韓志勇，周壽增等. 鐵基磁致伸縮材料的制備、應用及最新進展[J].2004.[4] 胡明哲，李強等. 磁致伸縮材料的特性及應用研究[J].2000，12.[5] 鮑芳，李繼容，王春茹等. 磁致伸縮器件及其應用研究[J].2001.[6] 劉國棟，張銘，曲靜萍等. 甩帶Fe85Ga15合金的巨磁致伸縮的研究[J].2004.[7] 張光睿，江麗萍等. FeGa合金磁致伸縮性能的研究進展[J].2010.[8] 王春芬. 磁致伸縮材料的高頻力學行為研究[D].內蒙古科技大學，2012.[9] 高先娟，張玉軍等. 磁致伸縮效應在生物傳感器中的應用[D].太原理工大學，2009，5.[10] 張艷龍，胡勇等. Fe82Ga18合金的磁致伸縮效應及顯微組織的研究[J].2008.[11] 張世榮，李勇勝等. 速凝成晶粘結法制備稀土磁致伸縮材料TbDyFe的研究[J].2008.[12] 金屬玻璃及其研究新進展，2013.[13] 武繼文，李春貴等. 高導磁非晶合金纖維的研制[D].南京：南京師范大學，2002.[14] Zhang Kewei, Zhang Lin, Fu Liling et al. Magnetostrictive resonators as sensors and actuators[J]. Sensors and Actuators A: Physical. 2013, 200 (1): 2–10.[15] Johnson L. Machel, Wan Jiehui, Huang Shichu. et al. A wireless biosensor using microfabricated phageinterfaced magnetoelastic particles[J] Sensors and Actuators A: Physical. 2008, 144 (1): 38–47.[16] Herzer Giselher, Modern soft magnets: Amorphous and nanocrystalline materials[J]. Acta Materialia. 2013 61(3): 718–734. 致 謝 經過三個多月的工作和忙碌，本次畢業(yè)設計（論文）已經接近尾聲，在本次畢業(yè)設計完成之際，借此機會對所有曾經幫助過我的老師、同學、表達我發(fā)自內心的最真誠的謝意！ 首先，要特別感謝張克維老師給予我的幫助，張老師嚴謹細致、一絲不茍的治學作風一直是我工作、學習中的榜樣。對于平行于纖維軸向磁化，直徑為150um纖維的矯頑力跟剩磁比最小，即軟磁性能最好。（3）平行和垂直磁化行為有明顯差異。（2）由XRD結果可知，直徑為150um和300um的纖維為非晶結構，直徑為600um的纖維基本為晶體結構,主要有αFe， Fe3O4，B2O3或Fe2O3晶體。其研究表明：（1）3種樣品的表面形貌均不是十分光滑，其影響因素可能為材料制備過程中由于熔融態(tài)合金溫度較高使合金粘滯性小，附著力大，由于銅輪冷卻速率有限，使得合金仍有熔融狀態(tài)合金存在就已被高速旋轉的銅輪抽出，在被甩出的同時熔融態(tài)合金繼續(xù)形核，從而形成河流狀凹陷或痂狀凸起，另外由于熔融態(tài)合金溫度較高，表面張力較小，不足以形成光滑表面。因此，從應用的角度考慮（比如：傳感器），應選擇直徑150μm的軟磁纖維材料，并在沿著纖維的軸向磁場下使用。平行磁化，樣品容易磁化并達到飽和，而垂直磁化，樣品很難磁化并達到飽和。(a) 直徑為150um FeB的磁滯回線(b) 直徑為300um FeB的磁滯回線(c) 直徑為600um的FeB的磁滯回線 從實驗結果可以看出，3種直徑的纖維磁滯回線圖大致一樣，不管是其縱向還是橫向其磁滯回線圖所圍繞的面積都是非常狹小，也就是說都具有較小的矯頑磁力，所以它們均屬于軟磁性材料。另外，三種樣品的DSC圖中在1200℃左右均出現(xiàn)一個吸熱峰，該峰為熔化過程。對于直徑為600um的樣品在450℃左右并未出現(xiàn)晶化峰或者晶化峰太小而未被觀測到，說明該樣品一開始即為晶體結構或基本為晶體結構。450℃左右的放熱峰代表晶化過程，即由非晶態(tài)轉變?yōu)榫B(tài)。 差示掃描量熱分析（DSC）我們對所制備的不同直徑的非晶合金纖維分別進行了差示掃描量熱分析，其結果（）所示。左右出現(xiàn)3個尖峰，表明該樣品基本為晶體結構，可能含有少量非晶結構。、45176。有一個包絡峰，表明這兩種直徑的樣品為非晶結構。直徑為150um和直徑為300um的樣品的XRD衍射圖在2θ=40176。 不同直徑的FeB材料的XRD圖 由實驗結果可知，在2θ=22176。影響合金冷卻速率的因素有多種，如熔融合金粘稠度，銅輪轉動速度，非晶合