基于各向异性的Galfenol复合悬臂梁三维非线性耦合模型

通过Maxwell方程研究动态条件下三维驱动磁场的非线性分布,利用弱解式方程将Galfenol合金本征非线性模型与复合悬臂梁结构模型进行耦合,得到基于各向异性的悬臂梁磁机耦合非线性模型。模型仿真结果表明,磁感应强度最大的位置出现在靠近悬臂梁固定端的一侧,悬臂梁机械应变的分布结果与磁感应强度类似。分别利用非周期阶跃信号和周期正弦信号对复合悬臂梁进行试验研究。结果表明,所建立的三维非线性耦合模型可以较好地预测试验数据中的死区部分、线性区间以及饱和区间,由于柔性结构中存在的次谐波扰动,阶跃响应中试验曲线出现小幅波动现象,模型可以较好捕捉试验结果中出现的次谐波扰动特征。     

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。     

基于惯性冲击的磁致伸缩电机及其运动性能

为提高惯性冲击电机的定位精度,提出了一种滑动式超磁致伸缩惯性冲击电机,该电机采用了一种简洁的非钳位式结构。为了对电机的位移输出进行有效预测,采用Jiles-Atherton二次畴转模型对惯性冲击电机进行了动力学建模分析,并进行了仿真计算。此外还搭建了实验系统,对电机在不同工作频率、驱动电流下的运动性能进行了实验。实验结果表明,所建模型能够准确地预测电机的步长及运动速度。所设计的电机工作频率可达到100Hz,正/反向行进速度可达1.1mm/s,分辨率(最小步长)为0.015μm。电机正反运动对称性好,且具有良好的线性度,可实现精确定位。     

基于复杂网络的区域制造产业联盟研究

区域制造联盟是一个复杂的经济系统,针对其复杂性,将复杂网络理论及方法应用于区域制造产业联盟研究,提出了区域制造联盟网络的构建及其研究方法.在区域制造产业联盟网络中,将制造企业抽象为网络节点,将任意企业之间的可合作性抽象为网络边.讨论了该网络拓扑结构的数学描述,并以此为基础,通过统计的方法,从实证的角度确定网络类型、网络属性、网络中的优先节点.最后,通过一个实例的计算,表明了该方法的可行性.     

新型塔架门式起重机整体结构有限元分析

针对某新型塔架门式起重机,分析了其结构特点和工作状况,并运用通用有限元分析软件AN-SYS建立了起重机结构的有限元模型。通过施加合理的约束和载荷,对整机结构进行了强度、静态刚性的计算校核,可为类似复杂结构的设计校核提供借鉴。     

一种新的磁滞非线性前馈补偿算法

针对超磁致伸缩致动器磁滞非线性特征, 建立了描述其非线性行为的Preisach数学模型, 以F函数法求解了该模型的数值模型. 针对当前致动器非线性前馈补偿控制中迭代和执行效率低的缺点, 将磁滞非线性理解为系统干扰, 提出了一种新的非线性前馈补偿算法, 在求解Preisach逆模型过程中,引入稳态误差信号作为参考变量, 以Sigmoid函数变步长算法进行迭代步长自适应动态调整. 计算机仿真和实验研究均表明,与当前的磁滞模型求逆算法相比, 所提出的算法在保证控制精度的同时可以显著提高系统收敛速度, 大大提高了程序的执行效率.     

采用复合贝塞尔曲线的超声变幅杆优化设计

针对目前超声变幅杆应力集中、振幅放大系数较小的现象,采用两条贝塞尔曲线连接作为超声变幅杆母线形状,设计了一种应力分布均匀、振幅放大系数大的新型超声变幅杆,并利用有限元软件优化模块优化变幅杆形状。为了直观显示优化前后变幅杆性能变化,通过有限元分析方法对优化前后变幅杆进行模态分析及谐响应分析,并将优化后的变幅杆与相同长度、相同大小端面直径的普通圆锥型变幅杆性能进行对比。结果显示,优化变幅杆相比,优化后的变幅杆纵振频率为20.011k Hz,振幅放大系数提高了16.68%、最大应力降低49.76%;优化后的变幅杆振幅放大系数是普通圆锥型变幅杆的6.5倍。变幅杆性能得到很大提升。     

柠檬醛化学型樟属植物资源的筛选及前景分析

天然柠檬醛因具有广泛的用途和良好的市场前景受到人们的关注。近年来,从我国南方各省收集了5万余份樟属植物资源,利用闻香法筛选到207份含有柠檬醛的樟属植物,结合GC-MS分析,确定了36个单株为柠檬醛化学型植株,其中4株为香樟、17株为猴樟、13株为黄樟、1株为沉水樟、1株为细毛樟。为了在生产和研究中便于区别,对这一化学型的樟属植物进行简化名称,柠檬醛化学型樟属植物统称为柠檬型樟Cinnamomum spp. ct. citralifera Z. N. Jin。     

基于Preisach修正模型的GMA前馈补偿研究

超磁致伸缩驱动器(GMA)的磁滞建模与非线性补偿是实现GMA高精度定位的基础。根据GMA的特点,提出了GMA的磁滞Preisach修正模型建模与非线性补偿方法。设计制作了一台GMA样机,对其主磁滞回线和一阶折返曲线进行了精密测量,基于实验数据建立了驱动器的Preisach磁滞修正模型。为了避免对Preisach算子求逆,提出了一种以主磁滞回线升程为基准的输入校正迭代算法,并以此设计了驱动器的前馈补偿器,实验表明,提出的GMA前馈补偿方法具有较高的精度,其定位误差不超过1%。