超磁致伸缩致动器热变形影响及温控研究

在分析超磁致伸缩致动器热变形影响的基础上，结合实验论证，构建了在大电流、长时间且高精度场合下能对致动器进行整体温控的装置。设计并制作了一台超磁致伸缩致动器样机，在其电磁线圈的骨架中设置了内外两个水冷腔。通过恒温水的循环流动，带走线圈热量，以控制磁致伸缩棒和壳体的温度。进行了多组热变形对比实验，结果表明，致动器的整体温控装置有效地抑制了致动器的热变形影响，适合于大电流、高精度场合。     

纳米电磁致动器的发展

纳变致动器是纳米测控的关键部件,而纳米测控又是纳米技术的重要基础。讨论了纳米冲击电磁致动器工作原理,给出冲击式电磁致动器的一些典型结构,并介绍一种新原理组合式致动器。     

新型微位移致动器的研究

用提拉法磁悬浮冷坩埚技术生长的RFe2 (Tb0 .3Dy0 .7Fe1.95)单晶材料 ,其室温下的饱和磁致伸缩系数λs 可达 2× 10 - 3以上 ,优于同成分的定向结晶材料。采用自制的高性能RFe2 单晶材料 ,通过优化微位移致动器的机械、磁路参数 ,研制出具有非水冷结构的新型微位移致动器     

一种压电薄膜微致动器的致动原理分析及有限元模拟

介绍了硬盘磁头中的压电薄膜微致动器,用层合梁理论分析了微致动器的致动原理,得出了致动力与压电薄膜层数成正比.用有限元软件对粘有40 μm、80μm单层薄膜以及单层厚度40μm的二层和三层微致动器进行有限元仿真,其中薄膜厚度为40 μm的单层和双层的微致动器位移分别达到0.850 29μm/20V、0.827 44 μm/20V,满足了低能耗高位移的行业要求,同时比较了压电薄膜不同粘贴方式的致动效果,得出悬臂上下各粘一层薄膜的致动效果比较理想的结论.     

外取热器管束的失效分析及对策

近年来 ,应用于石油化工催化裂化装置中的外取热器管束多次发生失效 ,严重影响了生产的正常进行。本文详细介绍了常见的外取热器管束失效形式 ,分析其产生原因 ,并给出预防失效的措施与对策     

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.     

电热致动式微位移流体驱动器的控制分析

该文介绍了一种新型流体微位移驱动器。该微驱动器克服了传统微驱动器的缺点，能够同时满足大驱动力、大行程、和微位移这三个条件。同时采用一种参数在线自校正模糊控制器对该微驱动器进行控制，取得了较好的控制效果。     

超磁致伸缩致动器的输出位移与其控制研究

根据自动控制原理，结合磁致伸缩致动器的结构建立了致动器传递函数模型，在此基础上设计了以TMS320C31为核心的致动器位移闭环控制系统。该控制系统主要由硬件和软件两部分组成。进行了致动器位移控制系统的开环实验和闭环实验，实验结果表明，该系统稳定性可靠、精度高，为致动器在实际精密位移控制中的应用打下了基础。     

基于碰撞力的谐振致动机理与试验

单侧碰撞约束的双摆是一个复杂的动力系统,有多种多样的运动形式。对初始条件为接触的单侧碰撞约束双摆在正弦激励下的运动特性进行研究时发现,当激励频率与系统特性匹配时,只需很小的激励双摆的末端就会与约束分离,从而进入碰撞振动状态,且此时双摆每次与约束碰撞产生的切向冲量的概率分布具有不变性,即碰撞力具有驱动效果。根据这种特性提出一种基于碰撞力的谐振致动机理。基于该致动机理,模拟双摆的力学特性,设计谐振式驱动足,并研制移动机构样机。通过试验证明谐振足与地面约束的碰撞力具有驱动效果,在幅值为10V的正弦激励下,样机的移动速度可达172mm/s。基于碰撞力的谐振致动机理具有结构简单、易于实现、运动速度快的优点,可以很好地适应微小型移动机器人的需求。     

直升机舵机电动加载测试系统的建模与仿真

为提高小扭矩时的加载精度并消除多余力矩,对舵机电动加载测试系统进行了建模与仿真。给出了加载系统的结构和工作原理,建立了系统数学模型,分析了系统稳定性,通过PID控制器进行偏差调节,以保证闭环控制系统的加载精度。分析了多余力矩产生的原因,并设计了前馈结构补偿环节来抑制多余力矩。在Simulink下对系统进行仿真,结果表明：所设计的电动加载测试系统加载精度高,有效地消除了多余力矩,满足舵机检测要求。     

机械零件疲劳载荷谱的编制方法研究

在对疲劳载荷进行统计处理的基础上,利用双参数雨流计数法和零均值转化公式对疲劳载荷均值进行了处理,消除了非零均值的影响,得出了均值与幅值的影响,得出了疲劳载荷谱多工况编制方法,为疲劳寿命分析奠定了基础,并给出了具体实例。     

Failure Mechanisms of Capacitive MEMS RF Switch Contacts

Microelectromechanical systems (MEMS) radio frequency (RF) switches hold great promise in a myriad of commercial, aerospace, and military applications. In particular, capacitive type switches with metal-to-dielectric contacts (typically Au- on-silicon nitride) are suitable for high frequency (≥10 GHz) applications. However, there is little fundamental understanding of the factors determining the performance and reliability of these devices. To address this void in understanding, we conducted fundamental studies of Au-on-Si₃N₄ contacts at various bias voltages using a micro/nanoadhesion apparatus as a switch simulator. The experiments were conducted in air at 45% relative humidity. The switch simulator allows us to measure fundamental parameters such as contact force and adhesion, which cannot be directly measured with actual MEMS switches. Adhesion was found to be the primary failure mechanism. Both a mechanical and electrical effect contributed to high adhesion. The mechanical effect is adhesion growth with cycling due to surface smoothening, which allows increased van der Waals interaction. The electrical effect on adhesion is due to electrostatic force associated with excess charge trapped in the dielectric, and was only observed at 40 V bias and above. The two effects are additive, but the electrical effect was not present until surfaces were worn smooth by cycling. Surface smoothening increases the electric field in the dielectric, which leads to trapped charge and higher adhesion. Excessive adhesion can explain decreased lifetime at high bias voltage previously reported with actual capacitive MEMS switches. Aging of open contacts in air was found to reduce adhesion. Surface analysis data show the presence and growth (in air) of an adventitious film containing carbon and oxygen. The adventitious film is responsible for aging related adhesion reduction by increasing surface separation and/or reducing surface energy. No junction growth and force relaxation with time were observed in capacitive switch contacts, as was previously observed with Au–Au contacts at low current in direct current MEMS switches.     

新型金属热疲劳试验机的设计

介绍了一种按照航空工业标准"金属板材热疲劳试验方法"[HB6660-1992]要求设计的新型热疲劳试验机.新试验机保留了原试验机的优点,并在原试验机的基础上作了大量的改进.主机部分,在电炉中采用了新型保温材料,显著提高了加热效率;在冷却部分的设计上采用了液面自动稳定结构,并增加了水压稳定装置和水温测温装置.控制部分全部采用数字仪表,温度控制器和动态测温仪均采用了FP21型高精度智能可编程控制器,大幅度地提高了控制和测量精度.试验机还增加了循环次数预置和自动停机以及极限保护等功能,有效地提高了设备的自动化程度.     

某型飞机收放作动筒密封圈失效对负载特性的影响分析

某型飞机在空中出现前起落架正常放下后无法锁定的故障,分解过程中发现驱动装置收放作动筒内一处密封圈失效。文中针对收放作动筒内密封圈的性能参数,结合前起落架的收放原理,建立了收放机构力学模型和密封圈的有限元模型,开展了失效密封圈对作动筒的工作行程、输出力、两腔压力变化等负载特性的影响分析,并给出结论,该结论可作为本次故障调查的理论依据,同时文中的分析方法对其他飞机的类似故障分析有一定的借鉴意义。     

考虑小载荷强化的汽车构件疲劳累积损伤试验研究

给出了材料和结构在累积损伤的同时还具有强化作用的S—N曲线方程，并建立了程序载荷谱下产生损伤的同时还具有强化作用的疲劳累计损伤模型。为了检验所建立模型的正确性和准确性，以某汽车前梁和车架为例，设计了两种不同载荷组合，进行了两级循环载荷疲劳试验。试验结果和所建模型估算结果表明，该模型不但能够估算疲劳极限以下载荷的强化和损伤，还能估算疲劳极限以上载荷的强化和损伤。     

基于灰色理论镍基单晶合金多轴非比例加载低周疲劳研究

基于灰色理论研究DD3镍基单晶合金高温多轴非比例加载低周疲劳特性,对等效应变范围、温度、应变路径角、拉/扭载荷相位角和轴向应变比等影响疲劳寿命的因素进行灰色关联度分析,并引入损伤参量Q表征非对称循环特性和拉/扭多轴效应,以参量Q、等效应变范围Δεe和Mises等效应力范围Δσe构造疲劳损伤参量,建立低周疲劳寿命GM(1, N)预测模型。结果表明,各影响因素与多轴低周疲劳寿命的关联度等级依次为等效应变范围、温度和应变路径角为一级,拉/扭载荷相位角为二级,轴向应变比为三级;680 ℃和850 ℃温度下的GM(1, N)疲劳寿命模型的预测寿命与试验寿命的绝对关联度分别为0.97、0.86,平均相对误差分别为4.9%、6.0%;两种温度的试验数据几乎分别落在1.93、2.13倍偏差分布带内。     

汽车轮毂轴承疲劳失效分析

结合轮毂轴承工作特点及对失效轴承的组织、硬度、材料和润滑状况分析,指出造成轴承疲劳失效的原因与轴承材质、工艺无关,而润滑不良或游隙过大才是轮毂轴承失效的主要诱因.     

超声疲劳裂纹扩展与摩擦生热研究

在高频循环载荷作用下,材料疲劳裂纹的萌生与扩展过程伴随着明显的温度变化,该温度变化反映材料内部结构的损伤特征。通过20 kHz的超声疲劳试验,研究一种碳锰钢在超高周疲劳加载条件下的内部疲劳裂纹萌生与扩展过程中温度的演化过程。通过对该材料在疲劳损伤过程中,内部裂纹间的摩擦生热机理分析,从微观角度出发,结合分形理论,建立内部裂纹微观结构的摩擦模型,数值模拟超声疲劳过程中材料内部疲劳裂纹面间的摩擦生热情况,并定量地计算该过程中由裂纹间摩擦所导致的温度上升,将模拟结果与试验结果进行比较。探究高频疲劳载荷下微裂纹扩展与摩擦生热的关系,并结合超高周疲劳裂纹扩展公式,建立超声疲劳过程中的裂纹扩展与裂纹面温度演化关系的模型。