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作者：蒙于民;李笑;赵搏强;谢勇彬;
单位：广东工业大学机电工程学院;
摘要：为了解决现有SMA驱动的尿道阀存在供能系统结构复杂、与生物组织相容性和可靠性低等问题，提出了一种利用磁流体在交变磁场中的热效应为SMA弹簧的驱动直接提供热能的新方法，设计了一种磁感应发热供能SMA驱动的尿道阀。建立了尿道阀的电-磁转换、磁-热转换和热-机转换等多场耦合关系数学模型，通过仿真和实验研究了磁场控制参数对尿道阀驱动特性的影响规律，优化了磁流体的材料参数，实验研究了尿道阀的启闭特性。研究结果表明，尿道阀原理可行，植入部分结构简单；增大磁场强度或磁场交变频率均可提高驱动特性，磁流体通过参数优化后发热功率提高了57%;尿道阀启闭特性良好，平均尿流率为13.6 ml/s;所建立的数学模型有效实用，可为尿道阀的结构设计和特性分析提供理论指导。
关键词：尿道阀;;SMA驱动;;磁流体;;磁感应发热;;数学建模
基金资助：国家自然科学基金资助项目(52075101)
