基于ANSYS的20kN/87m壁行式起重机结构有限元分析

基于有限元软件ANSYS构建20 kN/8.7 m壁行式起重机有限元模型。分别分析在悬臂梁跨端及跨中2个特殊位置处施加载荷时悬臂梁的受力情况。通过模态分析获取其前10阶模态的固有频率和振型,并结合谐响应分析,得出其2阶、8阶固有频率是设备最容易产生共振的频率。从静态和动态2个方面分析壁行式起重机有限元模型,为机械结构动态优化设计提供参考。研究结果有助于在实际作业工况中选择合适的设备参数。     

超磁致伸缩薄膜特性及其在气体检测中的应用

通过分析薄膜共振频率的影响因素,将一种具有正负磁致伸缩性能的复合薄膜应用到乙酸气体的检测中.在介绍该气体传感器检测原理的基础上,阐述了实验准备过程,并通过SEM图像和共振频率随时间的响应曲线比较了两种不同制备方法所得到的敏感层的优缺点,实验结果表明超磁致伸缩薄膜可适用于微气体传感器的研究.     

基于压电激振的弹性模量测量方法

为了提高固体材料弹性模量测量精度以及简化测量过程,提出一种新的固体材料弹性模量测量方法。首先,采用压电陶瓷激振与拾振测试试件的一阶共振频率;其次,利用有限元仿真软件ANSYS对试件的振动模态进行仿真;最后,将实测的一阶共振频率与ANSYS仿真结果进行对比,从而推算出试件材料的弹性模量。分别对钛合金、铝合金、不锈钢试件的弹性模量进行了测量与分析,测量结果精确可靠。对钛合金相同批次、相同直径、不同长度的试件进行了测量,测量误差小于0.3%。该方法消除了传统动态共振测量法中数值拟合求一阶共振频率带来的误差,ANSYS模态仿真降低了对试件的形状要求,使测量过程简化,测量精度显著提高。     

非线性压电式能量采集器

由于非线性技术可使压电式能量采集获得较宽的振动频率和较高的输出电压,本文基于非线性振动研究了一种压电式能量采集器。基于Duffing模型测试得到了非线性压电能量采集器的振动方程,对其振动特性进行了仿真测试。在不同永磁体间距的条件下,测试了非线性压电式能量采集器的开路输出电压,结果表明,当激振台加速度为20m/s2时,该非线性压电式能量采集器的最大输出电压从线性系统输出时的131V提高到208V,最大输出功率为43.264mW,主共振频率变化范围达到18Hz。该Duffing模型的结构可以在小范围内改变非线性压电式能量采集器的共振频率,同时提高其输出电压。     

重型汽车提升桥结构的动态特性分析

以包头北奔重汽车桥有限公司某新型号提升桥为研究对象,通过在ANSYS分析软件直接建立重型汽车提升桥结构的三维实体模型及有限元模型.根据桥壳在整车越过不平路面这一危险工况,对其进行模态分析及谐波响应动态特性的仿真分析.得出提升桥结构的固有振动特性,模态分析结果表明第2、3阶固有频率在共振频带内,易引起低频共振.在此基础上进行谐波响应分析验证得出,传动轴不平衡的激振频率仍易引起提升桥的低频共振.应适当优化桥壳截面积以躲避共振带.     

窄线宽激光器稳频控制技术的研究

频率稳定度是表征频率稳定程度的一个极其重要的指标参数。为了满足激光雷达系统的应用需求,本课题研制了一套基于PDH技术的激光稳频系统。直接数字频率合成器产生激光器高频相位调制信号,模拟混频器解调激光器的频率漂移信息,作为稳频控制系统的核心控制部分的高集成度数字信号处理器,负责整个系统的信号处理及比例积分微分(PID)伺服等。     

基于原子力显微镜的微桥机械特性测量

研究了基于原子力显微镜(AFM)的微桥机械特性的测量方法。通过微机电系统(MEMS)技术制备了可用静电力驱动进行机械振动的金属微桥。利用一套改进的商用AFM实验装置对测量方法进行了优化,并对微桥的共振频率进行了测量,所得实验结果与理论估算和仿真计算的结果基本一致。基于AFM的微桥机械特性的测量具有精度高和容易实现的特点,可作为测量平台扩展用于薄膜材料或微量液体的内耗、粘弹等性质的表征。     

缓冲层和外部电阻抗对薄膜体声波谐振器频率特性的影响

通过在AlN薄膜体声波谐振器上引入压电缓冲层和外部电阻抗来调节谐振器的频率特性,在考虑了缓冲层和外部电阻抗后,得到薄膜谐振器的输入电阻抗公式,并用来描述器件的机电行为。通过计算阻抗-频率谱评估了薄膜谐振器的频率特性和有效机电耦合系数k2eff,研究了缓冲层和外部电阻抗包括电阻、电感、电容对薄膜谐振器的阻抗-频率谱的影响。计算结果表明,外部电阻抗的引入可根本上改变薄膜谐振器的共振频率,且对k2eff有重要的影响。     

超声波电动机定子非线性特性的时频分析与工作模态快速确定

分析目前超声波电动机定子工作模态设计试验方法的不足;分析非线性系统频率响应特征;分析非线性系统隐含于线性调频激励响应中的非线性信息,指出在超声波电动机定子特征频率分析中引入时频联合分析方法的优越性。在所开发的超声波电动机面内振动测试系统中,用时频分析方法获取定子线性调频激励下的振动响应时频谱,可以方便快速地揭示定子的特征频率和定子的非线性信息,为判定超声波电动机定子是否存在非线性特性从而为合适工作模态的快速确定提供科学依据。     

长行程精密定位平台的设计

建立了一在固定运动范围内具有高精度定位能力的精密定位平台,分析了平台参数的确定方法。并通过研究该平台的第一自然共振频率,给出了提高定位平台稳定性的频率要求。