低温下酯类油和硅油对微型轴承启动摩擦力矩的影响

为探究不同类型的润滑油对轴承启动摩擦力矩的影响,研制了一种微型轴承低温启动力矩试验机,测试结果表明室温下该试验机与进口BRG-3000摩擦力矩测试仪具有很好的吻合性;在-50℃~-40℃温度范围内测试了由二元酸酯和硅类油润滑下轴承的启动摩擦力矩,结果表明酯类油和硅油润滑下轴承的启动摩擦力矩随着温度的降低逐渐增加,且增加的趋势越来越大,其次由硅类油润滑的轴承的启动性能优于由二元酸酯润滑的轴承的启动性能,且随着温度的降低,两者之间的启动性能的差距越明显。     

三滚轮整体加载旋转工况光弹流试验机设计及实验

弹流润滑的光干涉法必须采用透明材料,而一般玻璃等透明材料不能承受高的拉应力,且局部柔性加载技术较为困难,制约着有限长线接触光弹流实验的开展。为了弥补目前对有限长线接触光弹流实验研究的不足,设计了一种三滚轮整体加载旋转工况光弹流试验机,并对滚子的弹流油膜形状进行了初步的实验。实验表明,该试验机可以有效地工作在旋转工况下,测量滚子类线接触弹流润滑接触表面的油膜形状及其变化情况,为今后相关弹流润滑成膜机理的理论研究提供有效的实验数据。     

基于MEMS工艺的电热致动器研究进展

基于MEMS工艺的电热致动器具有与集成电路兼容的驱动电压、大的致动位移和致动力,比静电致动器、压电致动器和磁致动器有更大的优势,是现阶段致动方式的研究热点.高精度、高可靠度、可控和稳定性好的电热致动器是未来研究的新方向.针对MEMS微加工工艺制作的固体材料电热致动器,综述了电热致动器的结构形式、典型应用、模型建立以及测试方法的研究现状和主要研究成果.对电热致动器的结构设计、建模分析和测试技术方面的关键技术和存在的主要问题进行了分析和展望,以期为基于MEMS工艺的电热致动器的设计、分析和测试提供借鉴和参考.     

修型量理论对数凸型方程的数值求解及滚子受力分析

利用复合梯形积分法,假设接触区域宽度方向上压力服从半椭圆分布,以理想线接触条件下的接触区域长宽比作为初值,结合求解滚子与滚道接触问题的影响系数法,迭代求解了理论对数凸型方程。通过将接触区域长宽比设为无穷大时的数值解轮廓与Lundberg对数凸型轮廓及两轮廓下接触压力分布情况作对比,验证了数值解的准确性。分析了不同接触区域长宽比条件下,数值解轮廓、Lund-berg对数凸型轮廓与工程对数轮廓及3种轮廓下的接触压力和接触区域,比较得出如下结论：从轮廓中部到两端,Lundberg对数凸型轮廓与数值解轮廓的偏离量逐渐增大;随着接触区域长宽比的减小,前者轮廓与后者轮廓的偏离量逐渐增大,Lundberg对数凸型轮廓在接触区域端部有逐渐脱离接触的趋势,且在端部附近出现逐渐明显的压力非均匀分布现象;与Lundberg对数凸型轮廓相比数值解轮廓不仅改善了压力分布状况,而且能够得到端部连续的轮廓曲线;通过比较可知,工程对数轮廓的修型量偏大,滚子实际有效长度有所减小。     

小样本下轴承可靠性评估方法对比分析

针对高可靠性长寿命轴承在小样本试验方案下的可靠性评估问题,介绍了3种基于Weibull分布的小样本分析方法,通过Monte Carlo进行计算机模拟,对比分析了3种方法在不同Weibull分布参数、样本量和失效数下的评估效果。结果表明,在小样本情况下(n≤10),各方法的差别较大,但随样本量和失效数的增加,差别越来越小。BLIE法的评估效果最好,MUME法次之,LSR法最差。     

弓型悬臂梁微静电谐振器力学建模

根据梁的小变形理论，对双侧支承微静电谐振器的弓型悬臂梁进行了理论建模和受力分析研究。推导出其受力和变形计算公式，研究表明，此种谐振器是五次超静定问题；在支承长度和工况相同的情况下，它比直脚型悬臂梁谐和蟹脚型悬臂梁的谐振幅度大；谐振频率和刚度系数随着纵向支撑长度L、横向短梁长度l3的增加而减小，随着梁宽b的增加而增加。     

V型电致热微驱动器的力学特性分析

运用能量法推导并建立了一种V型悬臂粱电热微致动器的力学模型。利用该力学模型得到了致动器的力学特性，并且与相关的实验结果进行了对比。由理论分析和实验对比发现，用于制造该电热微致动器的多晶硅材料在微米级尺度下的热膨胀系数与温度之间不再遵循宏观状态下的线性函数关系。     

热致动硅微夹钳实验研究

利用集成的多晶硅电热微致动器,在可控电压下实现了对薄膜型硅微夹钳夹持动作的在线操作.电热微致动器所需要的工作电压低、输出力大、响应时间长,适用于硅微夹钳夹持动作的缓冲及精确控制.根据所建电热微致动器理论模型,通过分别测试微致动器在空载和驱动工况下的输出位移大小,提出了一种通过公式换算间接确定硅微夹钳驱动力的方法.实验结果表明,电热致动器驱动的硅微夹钳具有很好的电压可控性,最高工作电压可达25V.硅微夹钳的开合位移依热致动器的规格不同在0.7～4μm之间.     

微谐振器中静电切向阻力的仿真分析

微谐振器在MEMS器件中广泛作为感知或致动单元，但其工作在静电场中的部分构件，因微小间隙常会产生静电切向阻力。通过简化硅微谐振器为一微平行板电容模型，利用有限元仿真软件ANSYS时光滑与粗糙表面平板所受到的静电切向阻力进行了仿真分析。结果表明：静电阻力随着平板之间电压、ly／d的增大而增大，光滑表面平板模型仿真结果和理论结果具有较好的一致性，而粗糙表面平板模型仿真结采和理论结果的偏差随着电压的增大而增大。     

交流电作用下电热致动器的热疲劳失效机理研究

针对电热致动器在交流电作用下承受交变温度载荷而发生热疲劳失效的现象,分析热疲劳失效机理。建立电热致动器的瞬态温度分析模型和力学模型,实测致动位移,实测位移与理论计算、有限元仿真结果一致。温度和应力计算表明,结构形式和施加的电压直接影响致动器的温度分布和应力大小,因最大应力小于屈服强度极限而不会发生应力引起的疲劳失效。测试交流电作用下致动位移和循环次数的关系,试验结果和理论计算表明,温度低于脆性-韧性转换温度,电热致动器不发生热疲劳失效,否则在长期循环后会发生热疲劳失效。300~600℃的温度对电热致动器的工作最有利,在此温度范围内能够精确稳定地提供数千万次的致动循环。根据失效现象,分析热疲劳失效机理,得出高温变形是引发热疲劳失效的直接原因,交流电压的幅值和频率对热疲劳的作用都能统一到温度上。