基于超声波流量计的换能器谐振频率测试

在不增加系统资源的情况下,通过流量计自身的软硬件资源与外部模拟测量信号的紧密结合,自动测试超声波换能器的最佳驱动频率,使得接收信号幅值最大,增强原始信号强度,提高了超声波换能器输出信号的信噪比,使测量结果更加可靠。     

基于频率灵敏度方法的超声键合换能器结构优化

针对超声换能器设计上存在的双共振峰或多共振峰等常见问题,提出了一种基于频率灵敏度方法的换能器结构优化设计方法。以芯片键合超声换能器为例,采用模态频率灵敏度的方法,通过最小量地修正变幅杆的直径,实现轴向工作频率与其他非工作频率的分离,有效地抑制了工作频率附近杂散的非工作模态对自身模态的干扰,确保在工作状态下换能器被驱动在单一的工作频率,从而提高了超声能量输出的稳定性。     

基于ADAMS的系统结构谐振频率分析

虚拟样机技术是集工程设计技术、建模仿真技术与可视化技术等多学科于一体的综合性技术,文中主要介绍了在虚拟样机仿真软件ADAMS中天线系统的样机模型建立方法,并在考虑齿轮非线性因素时,应用动力学仿真软件ADAMS对天线系统的结构谐振频率进行仿真计算,实现结构优化设计。     

超声换能器过固有谐振区匹配理论

超声压电换能器是一个能量转换系统,在超声波振动加工中将超声波电源输出的电能转换为机械振动,由于超声压电换能器是一个容性负载,为保证超声电源输出的电能有效地转换为超声压电换能器的机械振动,需要在超声电源和超声压电换能器之间加一个适当大小的电感进行匹配,但超声压电换能器又是一个强非线性时变系统,在不同的工作频率下其阻抗特性以及机械振动特性差别显著,因此如何将超声压电换能器匹配在一个恰当的工作频率,是提高振动加工质量的关键.通过正确选取超声压电换能器的等效电路模型,并对由此推导出的阻抗圆进行深入分析、研究,可以得出:如将换能器工作频率匹配在大于其内部固有谐振频率的某一频段,可以使换能器振幅最大,振动波形质量也最好,是换能器的最佳工作频段,从而提出超声压电换能器"过固有谐振区"匹配理论.试验结果证明该理论正确.     

高频磁致伸缩换能器谐振频率特性分析与控制

本文研究了工作温度和负载变化对换能器谐振频率的影响规律并设计了反馈控制系统以实现谐振频率跟踪.首先基于磁致伸缩换能器机电等效电路,推导了以工作温度T和负载F为自变量的谐振频率计算模型,搭建了温度可控、负载可调的谐振频率测试系统;然后对实验测试数据进行分段线性拟合和曲面数值拟合,得到了满足线性相关度和曲面拟合优度要求的谐...     

气隙谐振型气介超声换能器的研究

分析圆盘复合振动型气介超声换能器的振动模式与两反相区的相消作用，提出了一种带λ／2气隙 谐振腔结构的新型气隙谐振型气介超声换能器，并介绍其原理和试验结果。     

提高手持探针式加速度计谐振频率的研究

本文研究了手持探针式加速度计的谐振频率,分析了手持探针加速度计的力学模型,找出了影响谐振频率的各个因素。结果表明,接触刚度对谐振频率有最为显著的影响。提高接触刚度可采用线接触探针触头和提高探针触头弹性模量,减小等效质量对谐振频率也有明显效果。     

基于MEMS超声换能器微桥结构优化

针对传统的超声换能器在低频领域内存在频率较低的问题,设计了一种新型超声换能器微桥理论模型,并对该模型的力学行为进行分析研究.应用Comsol 5.4,对基于反铁电厚膜相变致应变效应的硅基微桥结构进行了实体建模、模态分析及静电分析.通过正交设计优化方法得出了硅基微桥构件小应力大频率的合理结构尺寸,为后续的加工提供重要依据.结果 表明,该模型在800 μm (L)× 100 μm (W)时,其应力为0.352 GPa,谐振频率为1155.19 kHz,因而在较小尺寸下保持更好性能的表现优于传统的超声换能器.     

钹型换能器结构演化

介绍了钹型换能器结构的起源,各种结构钹型换能器的结构特点、性能及2种衍生的钹型换能器结构,最后提出一种新颖结构的可调谐振频率钹型换能器的设计,分析了该新结构的钹型换能器调节谐振频率方法的优点。对钹型换能器结构作了总体回顾,可为新颖结构钹型换能器的设计提供参考。     

对于低机械谐振频率经纬仪控制算法的研究

通过分析机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,在传统的控制算法基础上,提出了一种改进的控制算法。该控制算法可以抑制低机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,提高经纬仪的闭环带宽及其稳定性和跟踪精度。实验表明,本文提出的改进的控制算法效果好于传统的控制算法。     

融合正交试验法和数理统计的爆燃动力装置优化设计

涉及一种新型爆燃动力装置的精确化设计方法。在分析该爆燃动力装置做功过程的基础上,确定了影响动力装置做功能力的主要因素,研制了做功能力考核试验装置;采用正交试验法研究了各主要因素的影响规律,获得了优化的结构参数,提高了装填火药的能量利用率和爆燃动力装置的做功能力;利用数理统计方法对试验结果进行检验,最终确定了爆燃动力装置的最优结构参数;为爆燃动力装置精确化设计提供了试验依据,为飞机服务舱门运动的精确化控制奠定了基础。     

基于多目标遗传算法的高频磁致伸缩换能器优化设计

磁致伸缩换能器在高频激励下存在铁心涡流损耗大、磁场分布不均匀、电磁转化效率低等问题,需要从换能器本体优化设计方面寻求解决。首先对换能器的线圈高度和磁轭回路结构进行仿真分析以初步确定磁路结构;然后基于非支配排序遗传算法对换能器提出了一个整体的多目标优化设计模型,该模型以增大磁致伸缩棒内磁场强度、提高棒内的磁场分布均匀度和减少换能器高频损耗为优化目标,引入规范化排序和熵权法对该优化方法得到的Pareto前沿解进行决策支持,筛选一组最优设计方案;最后对该最优解进行仿真分析,磁场分布和数值计算结果验证了该优化方法的有效性,根据优化结果制作了一台换能器样机,样机输出特性的测试结果表明了优化设计方法的可行性。     

采用Moldflow和正交试验的塑件设计仿真优化

利用Moldflow有限元分析软件,对塑料球阀阀体注塑成形过程进行数值模拟,采用多因素正交试验的方法,获得塑料在不同的工艺参数下成形阀体顶出时的体积收缩率,并以顶出时的体积收缩率为评价指标,通过分析正交试验中的各因素对评价指标的影响,确定了各因素最终的水平组合,即优化的工艺参数组合。     

Stewart型六维力传感器的静态解耦实验

本文研究了一种Stewart型机器人六维力传感器的静态解耦实验问题，为该种六维力传感器的实用及其产业化奠定基础，并且介绍了传感器测试原理、标定装置，进行静态标定与解耦实验。实验结果分析表明，该六维力传感器解耦性良好，满程测量精度能达到2％。     

基于正交试验设计与有限元仿真的板材剪切力影响因素研究

板材剪切因素对剪切力的影响至关重要。本文针对板材剪切过程中的板材厚度、刀盘间隙、重叠量、刀盘倾角和剪切速度五因素,采用正交试验设计法,结合DEFORM有限元软件,对AISI-1030材料进行仿真,并对剪切试验指标进行了极差分析和方差分析,得到了上述因素对剪切力大小影响的权重次序。     

超声波轴承用挤压式压电换能器的共振频率

设计了一种超声悬浮轴承用新型径向挤压式压电换能器,用于验证超声波轴承径向共振频率理论计算的正确性。基于弹性理论、压电方程和机电类比原理,建立压电换能器机电等效电路图,理论推导出了压电换能器径向振动的共振频率方程;然后,应用Matlab软件计算出了压电换能器的共振频率。采用有限元软件对已知结构尺寸的换能器进行模态分析,计算出压电换能器所需振型及该振型下的共振频率,数值仿真分析了换能器结构尺寸对换能器共振频率和径向振幅的影响。最后,设计了 一台样机,从理论、仿真及实验三方面对其共振频率进行验证。实验结果显示：换能器径向振动共振频率的理论值与实验结果相对误差为5.89%,仿真值与实验结果误差为3.53%。实验结果证明了理论计算方法的正确性,为压电挤压换能器的设计提供了理论依据。     

基于正交试验的麻花钻钻削钛合金的刃磨参数选择

麻花钻是孔加工的重要工具之一,钻头的快速磨损制约着孔的加工质量和加工效率.基于产品抽样钻孔试验和正交试验,对高速钢麻花钻钻削钛合金的刃磨参数进行了综合分析,探讨了在不同顶角下切屑槽的有无对钻削过程的影响.试验结果表明,切屑随着顶角的增大,断屑越容易;在横刃两端开切屑槽能够减小轴向力,并有利于防止刃带的磨损,提高加工效率.     

基于随机共振原理的中低频信号检测方法与电路设计

大量研究表明,对于满足绝热近似理论的所谓小参数信号,利用随机共振特性可以实现被测信号中噪声能量向周期性有用信号能量的跃迁,从而增强信号输出的信噪比.针对在机械故障中常见的难以实现随机共振的中低频周期信号,利用信号调制特性,将其变换为可满足绝热近似理论的小参数信号,从而实现了基于随机共振原理的微弱信号检测.在此基础上,设计出了混频随机共振电路系统,利用混频器将待测信号与扫描信号发生器产生的信号作选频处理,然后输入非线性双稳态系统实现基于随机共振的检测.模拟实验结果表明,该电路系统能够实现随机共振并从噪声背景中检测出微弱的中低频周期信号.     

基于正交试验的大型离心压缩机轴承参数优化

轴承参数的选取是影响转子系统稳定性的主要因素,为此提出了基于正交试验的轴承参数优化设计的思想,并在某大型离心压缩机低压缸转子系统中进行应用,通过确定优选的轴承参数,综合评估了轴承参数对轴承-转子系统的稳定性和轴颈振幅的影响。对优化结果进行方差分析和F检验,找到影响系统稳定性和轴颈振幅的显著因子和不显著因子,所得结论对压缩机转子系统设计具有指导意义。