稀土超磁致伸缩微致动器设计与实验

作为微制造平台主动隔振系统微致动器核心部件,超磁致伸缩微致动器的工作性能将直接影响整个系统的控制精度.选择Terfenol-D作为微致动器主要材料,设计了一种新型超磁致伸缩微致动器.电磁结构设计中,采用电磁场解析计算进行初步设计,进而采用有限元法对致动器的结构和线圈参数进行进一步的分析与优化.静态特性实验结果表明,该微致动器具有较大的静态位移输出、力输出及较小的位移滞回.     

超磁致伸缩致动器控制系统的建模与仿真

结合磁致伸缩致动器的结构建立了致动器传递函数模型，对磁致伸缩致动器控制系统进行了仿真，设计了PID调节器，并在此基础上进行了离散化，得到了数字控制系统，为磁致伸缩致动器控制系统的硬件选型和硬软件设计提供前提条件。     

基于电致伸缩微位移器的精密微动平台的实验研究及应用

针对电致伸缩微位移器动态响应速度慢的问题进行了研究，提出用数字PID方法加以解决，并研制出一套实用控制系统．其中，研制出一种微机控制的精密高压调节器，与单片机数字系统相配合，形成一个数字-模拟电路结合的控制系统，用以实现电致伸缩微位移器动态性能的改善．实验表明，该控制系统简单、可靠、实用，所提出的PID方法对电致伸缩微位移器微动平台的动态特性的改善效果明显，并已将其用在磨床进给机构中．     

超磁致伸缩致动器结构设计与静态特性实验

对超磁致伸缩致动器的结构如驱动磁场、偏置磁场、预压结构、水冷机构等进行设计,利用致动器加工实物,完成致动器的静态特性实验,获得不同预压力和驱动磁场强度下的致动器输出位移曲线,并得到了最优参数。     

电流变效应的机理进展

电流变液体是一种由固体小颗粒和绝缘液体组成的智能材料,在电场作用下黏度和软硬度连续可调。在移走电场后,流变性能具有可逆转性,其响应速度极快,可达毫秒级。电流变材料潜在的巨大经济和社会效益使其从20世纪40年代至今一直是一个研究热点。随着材料的研究,相继提出了双电层理论和＂水桥＂机理、极化模型、导电模型以及解释巨ER效应的表面极化饱和模型。综述了电流变效应的传统机理和最新的机理进展模型,介绍了一种适用于颗粒类型电流变液体的剪切应力方程。     

高频驱动超磁致伸缩致动器的磁场设计与分析

针对超磁致伸缩致动器集中于静态与准静态领域的不足,开发设计出一款用于高频驱动的超磁致伸缩致动器。建立完善用于高精度励磁场的轴线磁场强度、三维空间磁场强度的ANSYS模型,完成励磁场均匀度分析,为高频磁场的设计提供理论基础。     

超磁致伸缩致动器动态特性分析与实验研究

基于超磁致伸缩材料磁滞非线性,结合其致动器结构,推导了致动器的动态应变模型.为了验证模型的准确性,进行了致动器动态特性测试,测试结果和理论仿真结果基本一致,为致动器的实际使用打下了基础.     

电流变效应初探

介绍电流变效应实验、归纳电流变实验现象、探讨电流变效应的物理机制、阐述寻求电流变液体的途径、展望电流变液体的应用前景。     

超磁致伸缩作动器磁路优化设计

为改善磁路环境,提高超磁致伸缩材料(GMM)的工作性能,在分析超磁致伸缩作动器(GMA)工作原理及GMM特性的基础上提出以减小磁漏、增大磁场强度和提高磁场强度均匀性为设计原则,将GMM棒中轴线上的磁场强度作为评价标准.基于ansoft maxwell对磁路进行电磁学有限元分析,得出磁路中的关键部件导磁端盖和导磁片的结构参数对磁场强度大小和均匀性的影响规律,结合高斯磁通理论分析产生这种现象的原因,在此基础上对结构参数进行设计优化.实验结果显示结构参数优化后GMM棒中轴线上的最大磁场强由55.4 k A/m增大到70.35 k A/m,增幅为26.98%,磁场均匀率由44.22%增大到99.5%.研究表明:导磁端盖主要用来减小磁漏、提高磁场强度且过大或过小的直径和厚度都将会导致漏磁增多,U型导磁片主要用来改善磁路环境、提高磁场强度的均匀性.     

PMS基电致伸缩材料

试验以PMN基驰豫铁电体为基础,通过掺杂和优化工艺,研制出性能优异的电致伸缩材料（1－y)[1-x)PMT-xPT]-yWO3,分析讨论了掺杂改性对材料性能的影响。进一步阐明材料宏观性能与微观结构之间的关系。     

Model of Polysilicon Electro-thermal Micro Actuator and Research of Micro Scale Effect

1　IntroductionMicroactuatorisanimportantelementinthemicroelectromechanicalsystems (MEMS) .Itsfunctionistotransformtheintakeofelectricallyenergy ,heatenergyandlightenergy ,etc ,intothemechanoenergeticeffectsuchasforce ,forcemomentanddisplacement.Severaltypicalmicroactuatorshavebeendevelopedinthepastyears,whicharefabricatedusingthemicro machinedtechnology .Electrostaticactuators ,forexample ,combdrivenelectrostaticactuators[1] ,havetheadvantagessuchaslowtemperaturecoefficientandzerodcpowercon…     

Application of Micro Electro Mechanical System (MEMS) Technology in Photoacoustic Imaging

Photoacoustic imaging (PAI) is a new biomedical imaging technology that provides a mixed contrast mechanism and excellent spatial resolution in biological tissues. It is a non-invasive technology that can provide in vivo anatomical and functional information. This technology has great application potential in microscopic imaging and endoscope system. In recent years, the development of micro electro mechanical system (MEMS) technology has promoted the improvement and miniaturization of the photoacoustic imaging system, as well as its preclinical and clinical applications. This paper introduces the research progress of MEMS technology in photoacoustic microscope systems and the miniaturization of photoacoustic endoscope ultrasonic transducers, and points out the shortcomings of existing technology and the direction of future development.     

磁泫变液及其减振驱动装置的原理和工程应用

磁流变液（MR）是一种应用前景广阔的智能材料,它在强磁场的作用下,可从牛顿流体变为具有较高屈服应力的粘塑性流体,且这种转变连续、迅速、可逆变化。用磁流变液制成的减震驱动器装置简单,体积小,耗能小,是一种新型理想的半主动控制装置。本介绍了磁流变液的工作机理,建立了磁流变阻尼器的阻尼力模型。结果表明,用磁流变液制成减振驱动装置是一种具有广泛应用前景的半主动控制装置。     

动力调谐陀螺仪微弹性零件刚度系数的测量方法

微弹性零件刚度系数的精确测量是动力调谐陀螺仪研制中的关键环节。文章对传统微弹性零件刚度系数的测量方法进行了回顾。根据测量原理进行分类,对近年来发展的该类零件刚度系数测量的静态测量法和动态测量法进行了介绍,指出适用性、便捷性、高精度、自动化是微弹性零件刚度系数测量的发展方向。     

柔性压电式微位移机构在精密机床定位中的应用研究

研究、设计了一种柔性压电式微定位机构。此机构采用压电陶瓷作为微位移驱动器,柔性铰链为导向机构,对丝杠螺母传动的精密机床工作台的运动位置进行自动补偿,实现了超精密定位。文中对柔性铰链机构进行了合理的设计及参数分析,并应用于精密机床中进行定位精度测试。实测结果表明,采用柔性压电式微位移机对精密机床工作台二次精定位,可使工作台定位精度提高到0.01μm,可满足精密、超精密加工需要。     

RET复配SBR改性沥青流变特性及机理分析

为了解决沥青路面使用性能要求越来越高的问题,提出采用反应型聚合物沥青改性剂( reactive elastomeric terpolymer, RET)复配丁苯橡胶( styrene-butadiene rubber,SBR)的方案来获得综合性能优越且性价比较高的改性沥青。通过多应力蠕变恢复( MSCR)试验、小梁弯曲( BBR)试验、原子力显微镜和傅里叶红外光谱试验对不同RET掺量与SBR复配改性沥青的流变特性及其微观改性机理进行了研究。结果表明：掺加适量的RET后,RET、SBR和基质沥青相互发生化学交联反应,复合改性沥青中形成新的大分子物质和化学交联网络结构,显著提高了复合改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性及其稳定性,可有效延缓沥青路面早期破坏的发生。     

宾汉流体在明渠均匀层流中的流变参数和阻力规律研究

本文从宾汉体的本构方程及明渠均匀流的基本方程式出发,直接导出了宾汉体二元明渠均匀层流的流速分布、平均流速、流量以及阻力系数的表达式;并分别以宾汉数 y、赫斯特罗姆数 H_e 为参数,绘出了阻力系数λ与宾汉雷诺数 R_e的关系曲线;同时还提出了在明渠中测定(计算)宾汉体流变参数τ_B 及η_B 的一种方法。     

金属磁记忆在齿轮早期微裂纹检测中的应用

依据金属磁记忆检测的基本原理,提出关于齿轮早期局部微裂纹缺陷的漏磁信号模型,指出在裂纹区域,漏磁场的切向分量具有峰值,而法向分量过零、其梯度具有峰值,分析了裂纹深度对上述特征的影响,并将上述理论应用于实际齿轮表面微裂纹检测,显微分析的结果论证了磁记忆检测的有效性。     

共振隧穿微陀螺仪哥氏效应仿真及理论验证

介绍了微机械陀螺和共振隧穿效应器件的工作原理,提出了基于共振隧穿效应的微机械陀螺仪结构.利用ANSYS软件仿真分析了输入角速度、角加速度及驱动速度对哥氏效应的影响.对微陀螺仪的检测结构进行了理论建模,详细分析了输入角速度、哥氏力、检测梁正应力三者间的关系,并推导出检测梁正应力的理论计算关系式.经数据分析验证了计算结果与仿真结果是一致的,说明基于ANSYS软件的仿真分析方法是可行的,能够用于共振隧穿微陀螺仪的结构设计中.     

电流变效应的等效平板电导模型

建立了计算两个轻微接触半球在非极性液体中吸引力的等效平板电导模型,把每个半球等效为有一定厚度的平板,给出了等效平板厚度的表达式,从而简化了颗粒之间相互作用力的计算方法。文中用等放平板厚度的概念讨论了各物理量对吸引力的影响。最后预测了电流变液的准静态屈服应力和实测值是符合的。