压电复合悬臂梁非线性模型及求解

基于功能材料的复合悬臂梁涉及多物理场耦合,其本构关系的非线性影响悬臂梁的输出及控制精度,采用Helmholtz Gibbs自由能关系建立压电材料的非线性本构模型。基于Boltzmann原理,该模型的内核函数由热能和Gibbs能量平衡决定。将模型与悬臂梁结构进行耦合,利用边界和初始条件导出压电复合悬臂梁的强解形式,并对强解进行弱化,采用Galerkin法对弱解进行离散化,利用三次B样条函数得到悬臂梁的数值解。研究结果表明,与已有文献的实验进行比较,所建立的压电材料非线性本构模型能够较好地预测复合悬臂梁的行为。     

弹性支撑式压电骨传导听觉装置

提出一种以圆形轮式片状弹簧作为中间弹性支撑的新型压电骨传导听觉装置以提高它的低频响应性能。通过对听觉装置的动力学建模,理论分析了由支撑弹簧和压电振子组成的振动系统;选择厚度为0.9mm的片弹簧作为听觉装置的支撑元件,设计了圆形轮式片状支撑弹簧。最后,制作了弹性支撑式压电骨传导听觉装置的试验样机,搭建了试验测试系统,对样机的幅频特性、响频特性和噪频特性进行了试验测试。实验结果显示:当电源激励信号频率为550Hz时,压电振子的最大振动幅值可达22.21μm;中低频区域的响度为60~70dB,中高频区域的响度稳定在80dB左右;在离听觉装置1m远处测试到听觉装置的噪声大小为35~40dB。得到的数据表明:圆形中间弹性支撑式压电骨传导听觉装置具有较好的低频响应性能,其响度基本能够满足佩戴者的听力要求,近距离噪声也不大。     

基于IIR结构的自适应滤波振动主动控制方法

当前自适应滤波前馈控制方法中具有代表性的是滤波-X最小均方(filtered-X least mean square,简称FX-LMS)算法,它通常假定干扰源可测且作为前馈控制器的参考输入,但实际振动控制过程中需要考虑控制输出反馈信号对参考信号的影响,因此滤波-X算法面向实际应用具有较大的局限性。针对这一问题,以机敏压电太阳能帆板结构为模拟试验对象,提出一种基于IIR(infinite impulse response,简称IIR)结构的滤波-U最小均方(filtered-U least mean square,简称FULMS)自适应滤波控制方法,着重分析了控制器结构设计、FULMS算法推理过程、试验模型结构设计、试验平台的构建及其试验验证等环节。经过与FXLMS算法对比仿真试验,笔者所设计的控制算法控制效果良好。将其进行试验验证分析,结果表明,所采用的控制器设计方法与控制算法收敛速度快,控制效果好,为自适应振动控制方法向实际工程应用提供了较好的研究基础。     

压电驱动式振动给料器的设计与试验

为了实现对轻、薄、小产品的平稳输送,利用圆形压电双晶片作为振动给料器的动力源,Z型弹簧片作为主振弹簧,并基于系统共振方法设计了新型压电驱动式振动给料器。介绍了圆形压电双晶片驱动式振动给料器的工作原理,建立了动力学模型,获得了系统固有频率表达式;分析了压电双晶片的振动模态,确定了一阶振型为工作振型。研制了振动给料器样机,利用样机测试了电压、频率与送料速度的特性曲线以及主振弹簧片角度对送料速度、送料稳定性、送料噪声的影响规律。试验结果表明:电压为150V,频率为142Hz时,输送电池帽的速度为8.5battery cap/s;频率为136～148Hz时,系统具备输送物料的能力,共振条件下(142Hz)输送速度最快;随着电压的升高,输送速度呈线性增加;输送的单体物料质量增加时,主振弹簧片安装角度宜变小。     

基于压电式压力传感器的冲击波载荷测试系统设计

为了满足对爆炸冲击波载荷精确测量的技术要求,设计了以压电式压力传感器为测试元件的爆炸冲击波载荷测试系统,并对所选压电式压力传感器的固有频率ωn与采样频率ω的关系进行了研究。试验表明,所选压电式压力传感器及设计的测试系统性能稳定、可靠,测试结果符合设计要求。     

太阳能光伏陶瓷瓦在粮食仓库屋面研究与应用

通过在粮食仓库屋面铺设太阳能光伏陶瓷瓦,建成完整的封闭式太阳能光伏建筑屋顶与分布式光伏并网电站,达到建筑一体化、隔热降温、光伏发电、节约土地资源等多位一体的功能,为粮食仓储行业设施升级及粮库进行保鲜储粮作出了有益的尝试。     

Analysis of the flow rate characteristics of valveless piezoelectric pump with fractal-like Y-shape branching tubes

Microchannel heat sink with high heat transfer coefficients has been extensively investigated due to its wide application prospective in electronic cooling. However, this cooling system requires a separate pump to drive the fluid transfer, which is uneasy to minimize and reduces their reliability and applicability of the whole system. In order to avoid these problems, valveless piezoelectric pump with fractal-like Y-shape branching tubes is proposed. Fractal-like Y-shape branching tube used in microchannel heat sinks is exploited as no-moving-part valve of the valveless piezoelectric pump. In order to obtain flow characteristics of the pump, the relationship between tube structure and flow rate of the pump is studied. Specifically, the flow resistances of fractal-like Y-shape branching tubes and flow rate of the pump are analyzed by using fractal theory. Then, finite element software is employed to simulate the flow field of the tube, and the relationships between pressure drop and flow rate along merging and dividing flows are obtained. Finally, valveless piezoelectric pumps with fractal-like Y-shape branching tubes with different fractal dimensions of diameter distribution are fabricated, and flow rate experiment is conducted. The experimental results show that the flow rate of the pump increases with the rise of fractal dimension of the tube diameter. When fractal dimension is 3, the maximum flow rate of the valveless pump is 29.16 mL/min under 100 V peak to peak （13 Hz） power supply, which reveals the relationship between flow rate and fractal dimensions of tube diameter distribution. This paper investigates the flow characteristics of valveless piezoelectric pump with fractal-like Y-shape branching tubes, which provides certain references for valveless piezoelectric pump with fractal-like Y-shape branching tubes in application on electronic chip cooling.     

造纸机真空吸水箱全陶瓷面板的研制与应用

本文通过对α－Ａｌ２Ｏ３微粒再加入添加改性等系列试验，获得了结构理想，性能优良的相变增韧微晶氧化铝陶瓷材料，用该材料制做的造纸机真空吸水箱全陶瓷面板，是一种节能、降耗、永久型的产品。     

蜂窝陶瓷固定化酵母细胞生物催化剂制备过程研究

蜂窝陶瓷作为酵母细胞的吸附固定化载体，进行固定化酵母细胞生物催化剂制备过程研究，获得优化的工艺条件为：14℃下吸附30min，然后14℃下在反应器中连续培养2h。同时还得到了三个不同温度条件下，蜂窝陶瓷对酵母细胞的吸附动力学模型。     

陶瓷窑炉群的现场总线技术控制

描述了国内外数十年来陶瓷窑炉群的现场总线控制技术的发展,并根据现场总线技术在陶瓷窑炉群控制方面的实践,探讨了有关的应用问题。