超磁致伸缩材料(GMM)是一种新型高效的磁-机转换材料,被视作21世纪提高国家高科技综合竞争力的战略性功能材料。GMM具有输出力大、位移分辨率高、响应速度快等诸多优势,已在超精密加工、微电子技术、生物工程、光纤对接、微型零件操作等领域显示出广阔的应用前景。利用GMM的磁致伸缩效应而制作的超磁致伸缩致动器(GMA)是目前国内外微致动领域的研究热点,已取得不少成果。但总体而言,GMA处于实验阶段,特别是在GMM材料热变形抑制等方面,尚存在不足,影响了GMA的实际应用。论文针对该问题,在GMA的设计阶段,对其进行热分析及展开温控研究,以尽量消除或抑制温升给致动器所带来的不利影响,使其具有更好的工作性能和更高的输出位移精度,从而进一步推广它在精密、超精密技术领域的应用。论文综述了稀土超磁致伸缩材料的发展、性能优势及其应用,以及超磁致伸缩致动器的特点及其应用研究现状。在比较分析现有的GMA热致变形抑制方法的基础上,确定了恒温强制水冷的温控方式,设计了完整的恒温水冷温控系统。利用有限元分析方法,对无温控结构和单水冷腔结构的GMA进行了大电流长时间工作条件下的分析。比较结果表明,恒温水冷的温控方式对于抑制GMA的温升是很有效的,但单水冷温控效果仍然不够理想。进而提出了一种具有双水冷腔结构的GMA,并进行了相同条件下的有限元热分析。结果表明,温控效果比单水冷腔结构的GMA更为良好。对具有双水冷腔GMA的局部结构、内外水冷腔的材料选择进行了热优化,确定了最终的GMA结构参数和所采用材料的热属性参数。然后对优化后的双水冷腔GMA分别进行了单水冷和双水冷条件下的热分析,并分别给出了不同电流强度对其GMM棒的温升影响曲线图,进一步验证了具有双水冷腔GMA的优越性。以实验方式验证了具有双水冷腔GMA的温控效果。搭建了实验平台,确定了实验条件,进行了GMA热变形实验。实验结果表明,具有双水冷腔的GMA温控效果很理想。最后对全文进行了总结,并对以后有待进一步研究的工作进行了展望。