功能梯度压电旋转圆环的三维解析解

基于三维压电弹性力学方程,采用直接位移法,给出横观各向同性功能梯度压电旋转圆环的三维解析解.设功能梯度压电材料参数是厚度坐标Z的任意函数,广义位移分量是径向坐标r的幂函数的线性组合,其中含有9个待定的位移函数,它们是坐标Z的函数.结合相应的边界条件,求解控制方程,通过直接积分确定位移函数和相应的积分常数,从而确定旋转圆环的力场和电场.算例展示一种材料的梯度指标对力场和电场的影响.     

四轴飞行器仿真系统设计

本文设计了一种四轴飞行器仿真系统,介绍了系统的总体结构,并重点介绍了其中的三个构成模块。本文设计的仿真系统采用模块化的思想,结构清晰,对其他四轴飞行器相关研究有一定的借鉴意义。     

双层微梁结构谐振器中波动温度场的研究

针对两端固定双层微梁结构谐振器,利用格林函数,求解了一维热传导时梁中的波动温度场分布函数.通过解析模型计算结果与有限元数值模型计算结果的比较,验证了所得解析模型的有效性,并讨论两种模型的优缺点.研究结果表明:波动温度的幅值仅为平衡温度的0.06％左右,由于波动温度场产生的热应变也非常小;激振频率对波动温度场的影响非常大;微梁的总长度与材料比对温度场也有影响.     

一种变角度导流装置的水动力设计

借鉴风力机扩散器原理,基于提高冲击式海浪发电装置的发电效率,设计了一种变角度导流装置。低流速情况下,由于导流罩原因,扩大了内部初始海流对叶轮的冲击力,增加海浪利用效率;在高流速条件下,通过变角度逐渐缩小进流口面积,防止内部叶轮超载工作。提取影响导流罩保护性能的因素,应用RNG湍流模型对3个主要因素进行分析,选取III级海浪流流速计算相关数值,最后通过模型试验对其性能进行验证。试验选取半径0.5 m叶轮,入口流速达到8.1 m/s时外部流体冲击叶轮的有效面积为0.058 m2,此情况下不足以启动叶轮。模型分析和验证结果均表明,加装变角度导流罩对叶轮有较明显的保护作用。     

压电粘滑旋转电机的设计

该文提出了一种结构简单紧凑的压电粘滑旋转电机。通过一个力偶式机构设计了定子,并在此基础上设计出双定子压电粘滑旋转电机,提升了电机结构的紧凑性。通过在典型锯齿波上改造而成的一种异步驱动方式,使电机能够实现“增粘减滑”。建立了电机机电-摩擦耦合动力学模型,制作出电机的样机并进行相应的实验。实验结果表明,电机输出位移曲线显示出良好的步进特性,当驱动电压幅值为150 V、频率为900 Hz时,电机输出的最大单步转角、转速分别为125μrad和6.3 (°)/s,最大可承负载为30 g。     

晶体材料不同切型弹性常数计算的程序设计

由于晶体材料不同切型的弹性常数计算十分复杂且缺少相关计算程序及网络平台,本文根据弹性常数坐标变换方法,利用Jaya语言中的Applet,建立了晶体材料在不同切型下其弹性常数计算的网络平台,并对石英晶体不同切型的弹性常数进行了计算和验证。计算结果表明本文得到的各晶体材料不同切型的弹性常数相当精确,计算过程简单。最后,建立了常用晶体材料的弹性常数数据库,这将为相关工程技术人员提供精确快捷的计算结果。     

基于STM32的手持式测氧仪设计

针对国内传统手持式测氧仪精度低、功耗高的问题,提出了采用嵌入式微控制器STM32F103RBT6作为控制芯片的手持式测氧仪.该仪器通过控制元器件的开断来降低待机功耗,根据所测浓度人工切换系统放大倍数,通过键盘设置时间和报警值等相关参数.算法上采用中位值平均滤波算法进行软件滤波,结合传统两点标定法和多点标定法的优缺点,采用多点标定法进行氧浓度标定,采用分段斜率拟合算法计算氧浓度值.经实验测试证明设计的手持测氧仪具有高精度和高稳定性.     

锥形端坯料辊切成形装置设计与实验

为开发锥形端坯料辊切成形装备进而实现轧制无凹心成形,研究了辊刀结构参数对辊切成形质量的影响,并设计了辊切装置的主要结构。通过分析辊切成形过程中辊刀挡板间隙、基圆直径和展宽角三个结构参数对锥形端成形质量的影响规律,确定了辊刀最佳结构参数组合。进而提出了可实现辊刀绕坯料公转的同时逐步自转的差动轮系传动机构,并根据辊切成形工艺要求,确定了差动轮系合理的传动比分配。最后设计并制造了辊切成形装置,完成了锥形端坯料辊切实验。结果表明,通过辊切成形得到的锥形端成形质量较好,且实验辊切锥形端与仿真模拟锥形端尺寸基本一致,验证了锥形端坯料辊切成形工艺的可行性及辊切装置结构设计的合理性。     

ABAQUS模拟粉末冲击压制冲模质量数值优化

采用有限元软件模拟金属粉末冲击压制过程时,由于计算量过大,所建立的模型颗粒数远低于实际粉末压制中的颗粒数,造成计算结果偏差过大,需要对冲模质量等相关参数进行优化。优化基于SHPB实验结果,通过ABAQUS对铝粉建立密排球堆积简化模型,有序增加模型横向与纵向颗粒数,确定仿真模型中冲模的质量,进而构建模拟中颗粒数与冲模相对质量之间关系,分别得到横向和纵向颗粒排数与冲模相对质量的关系;确立了粉末微观模拟压制中最常用的密排9堆积模型的冲模相对质量为0.093;通过与铜粉的冲击压实实验结果对比,验证所建立的模型颗粒数与冲模相对质量关系式在其他材料计算中也是适用的。     

基于Hamming法的新型NURBS曲线插补算法研究

针对零件曲线曲面加工过程中,传统插补方法逼近误差大和速度进给波动大等众多缺点,对NURBS曲线的插补原理、速度规划、插补参数计算等方面进行了研究,对弓高误差、法向加速度、进给加速度过大的情况进行了考虑,提出了一种基于Hamming法的新型NURBS曲线插补算法,对基于Hamming法线性递推得到的参数预估公式进行了具体说明,对基于Lagrange的参数校正机理进行了详细阐述,最后使用Matlab软件对此插补算法进行了实例仿真。研究结果表明,该算法简化了参数插补的计算,保证了插补的实时性;同时提高了插补精度,在限制加速度及速度波动方面具有很好的效果。