基于压电激振的弹性模量测量方法

为了提高固体材料弹性模量测量精度以及简化测量过程,提出一种新的固体材料弹性模量测量方法。首先,采用压电陶瓷激振与拾振测试试件的一阶共振频率;其次,利用有限元仿真软件ANSYS对试件的振动模态进行仿真;最后,将实测的一阶共振频率与ANSYS仿真结果进行对比,从而推算出试件材料的弹性模量。分别对钛合金、铝合金、不锈钢试件的弹性模量进行了测量与分析,测量结果精确可靠。对钛合金相同批次、相同直径、不同长度的试件进行了测量,测量误差小于0.3%。该方法消除了传统动态共振测量法中数值拟合求一阶共振频率带来的误差,ANSYS模态仿真降低了对试件的形状要求,使测量过程简化,测量精度显著提高。     

超声椭圆振动-化学机械复合抛光工具及实验研究

针对硅片的传统化学机械抛光,特别是随着硅片直径不断增大,硅片抛光表面质量和抛光效率成为一个亟待解决的问题。介绍一种超声椭圆振动-化学机械复合抛光新技术,并对抛光机理,抛光工具设计,性能及检测进行了详细论述和说明。在上述研究工作基础上,建立了超声椭圆振动辅助抛光实验系统,并进行了实验研究。实验结果显示,在抛光加工中引入超声椭圆运动后,工件抛光表面粗糙度值由传统抛光法的Ra0.077μm降低到Ra0.032μm,材料去除率最多可提高24%,且工件表面形貌有明显改善。     

Investigation of the Space Distribution of Echo Signal Amplitudes with the Use of Normal (Straight Beam) Piezoelectric Probes

An approximate algorithm of calculating the amplitude of an echo signal from a standard flat-bottom reflector as a function of the coordinates of the reflector is considered. The acoustic signal is assumed to be emitted and received by either a normal (straight beam) piezoelectric probe with an arbitrary shape of the active surface or a multielement probe (antenna), the separate control of its elements being possible. Both tone and pulse excitations of the probe are considered.     

一种压电阀结构设计与实验研究

电气阀门转换器、定位器的技术革新与电气转换装置的革新紧密相关。该文突破了传统的喷嘴挡板原理的转换装置,利用压电双晶片为执行器,设计了一种基于开关原理的新结构电气转换装置———压电阀,并进行了实验研究。该压电阀只有通断2种状态,气源消耗几乎可以忽略不计,为我国自主研发新一代电气阀门转换器、定位器打下了基础。     

环形金属橡胶隔振器弹性参数的确定

以实验研究为基础，通过对大量实验结果的分析，借助于金属元件抗拉弹性模量和剪切模量的计算方法，推导出环形金属橡胶隔振器在承受扭剪应力时，抗拉弹性模量以及扭剪弹性模量与金属丝直径、环形隔振器的几何参数、金属橡胶元件的相对密度之间的关系的理论计算公式。研究结果证明，利用该计算公式和有限元计算方法，可以直接求得具有不同结构参数的相应形状金属橡胶隔振器的弹性性能参数，所得计算结果与实验结果具有良好的一致性，因而大大减少了实验工作量，为金属橡胶隔振器的系列化生产奠定了基础。     

压电式加速度传感器在振动测量系统的应用研究

压电式加速度计具有体积小、质量轻、测量范围宽等特点，在振动测量系统中得到广泛应用。分析了压电式传感器作为一种机电换能器，将振动加速度转变成为电量进行测振的具体原理；阐述了基于压电式加速度计构建振动测量系统的总体方案，整个测试系统主要由压电式加速度计、电荷放大器、动态信号分析仪组成，采集所得振动信号可以实时显示、存储、分析和处理。最后，将该系统应用于压路机实际测振进行了验证。     

促干剂中33种农药多残留的测定

目的:建立用气相色谱检测促干剂中33种农药残留的分析方法.方法:用气相色谱法,样品以乙腈为提取剂,弗罗里硅土柱层析净化,分别用ECD和FPD检测器进行定性定量分析.结果:33种农药在0.005～0.50mg/L的范围内具有良好的线性关系,相关系数大于0.991.在添加量范围平均回收率为82.4％～ 114.1％,变异系数(RSD)为o.5％～13.0％.结论:该方法准确性、精确性和灵敏度均满足农药残留分析的要求,简便、快捷,.     

多孔聚丙烯压电驻极体薄膜压电d33系数的优化

本文报道利用在电极化之前和电极化之后的两次气体膨化工艺来优化多孔聚丙稀(PP)压电驻极体薄膜的压电d33系数.将样品进行电极化之前的一次气体膨化处理,多孔PP膜的压电d33系数从接近于0增长到800 pC/N左右,压电活性的增大是因为膨化膜杨氏摸量(Y)的降低和电极化能力的提高;若将样品进行电极化之后的二次气体膨化处理,其压电活性可以进一步提高40%,是因为薄膜在真空蒸镀电极过程中导致的厚度减小能够通过二次膨化工艺得到恢复.而厚度的增加可以有效的降低材料的杨氏模量,从而使薄膜的压电d33系数增加.经两次膨化工艺后的典型压电d33系数为1400 pC/N(f＜0.01 Hz)和500 pC/N(f＜25 kHz).     

一种压电驱动微操作器及其释放位置精度分析

报道了一种利用压电陶瓷双晶片驱动的适用于尺寸在20~200 μm之间微器件装配操作的微操作器。夹持臂尖端直径约15 μm,在80 V的电压驱动下闭合约200 μm的距离。通过理想操作模型分析了微器件释放的位置误差来源和提高微器件释放位置精度的方法,并进行了高分子小球的排列和释放实验。在相对湿度50%的环境下对直径约170 μm的高分子小球的操纵中,实现了2 μm的释放位置精度。实验表明本微操作器能高精度地完成微器件的拾取、移动和释放操作。     

小模数齿轮抛光和去毛刺工艺方法

通过对小模数齿轮技术要求和加工方法特点的阐述,介绍了小模数齿轮抛光工艺过程中工艺装备和参数的选择、制作和确定,以及小模数齿轮去毛刺的几种工艺方法.     

潜水式尾流激振压电俘能器的输出性能研究

为解决水下传感器的自供能问题,提出一种潜水式尾流激振压电俘能器。通过推导的俘能器流-固-电耦合场数学模型,结合有限元仿真模型,获得俘能器的流激力。仿真与试验数据具有良好的一致性,验证数学模型和仿真的正确性。对于振动柱直径为15 mm的俘能器,增加固定柱直径可有效提高其输出性能。当两柱中心距为20 mm时,PEH_05_15俘能器输出最大电压为23.36 V,是PEH_00_15俘能器最大输出电压的1.51倍。PEH_05_20俘能器在中心距为15 mm时输出最大电压为41.85 V,同比无固定柱俘能器的输出电压提升了1.21倍。     

Design and performance evaluation of a d33-mode piezocomposite electricity generating element

Energy harvesting using smart materials and, in particular, piezoelectric material has been a very hot subject for several decades. The brittleness and low performance of PZT, which is widely used for energy harvesting applications, were considered a weakness. The concept of piezocomposite electricity generating elements (PCGEs) has been proposed for improving the electricity generation performance and alleviating brittleness of piezoceramic wafers. The residual stress in the PZT layer after curing is one of the main reasons for the PCGE’s enhanced performance and the outer epoxy-based composites protect the brittle PZT layer. We propose a d ₃₃-mode PCGE that can be used for energy harvesting in roads and bridges. The effective piezoelectric coefficient d ₃₃ ^eff of the electricity generating element was used as a measure of the electricity generating performance. We fabricated several PCGEs and conducted simple dropping tests to verify the concept of the d ₃₃-mode coefficient of the electricity generating element. Moreover, to ensure even distribution of the impact force on the PCGE, we designed and tested an effective load transfer mechanism with a steel block and a rubber pad.     

压电型喷嘴挡板阀及其控制方法研究

提出了一种新型压电晶片型喷嘴挡板式电液伺服阀,并对其控制方法进行了研究。采用成本较低的双压电晶片弯曲元件设计了双喷嘴挡板放大器,用其取代原有传统的力矩马达作为双喷嘴电液伺服阀的前置级驱动器。介绍了新型压电晶片型喷嘴挡板式电液伺服阀的工作原理。最后,针对压电元件存在的迟滞、蠕变非线性及系统中存在的时变性因素等问题,采用了具有自学习、自适应和自组织能力的单神经元自适应PSD智能控制算法对系统进行控制。实验结果表明,采用PID控制算法时系统阶跃响应的超调量和稳态时间分别为27.9%和0.13 s,而采用提出的控制算法时系统阶跃响应的超调量和稳态时间只有2.4%和0.07 s,验证了该方法的有效性。新型压电晶片型喷嘴挡板式电液伺服阀结构简单、成本低、精度高,可以满足精密控制系统的要求。     

Investigation of the Performance of a Piezoelectric Ultrasonic Transducer by Finite Element Modeling

Russian Journal of Nondestructive Testing - The most popular transducers used in ultrasonic testing are piezoelectric transducers. The three major components of a piezoelectric transducer are the...     

莫尔技术在弹性模量测试中的应用

莫尔三维测量的原理已比较成熟,作为一种新技术已开始在工业生产中应用,介绍了用莫尔法测量压力表C型弹簧管的弹性模量。     

压电阻抗解耦技术在螺栓联接状态监测中的应用

针对螺栓联接状态监测问题,提出了基于压电阻抗解耦技术的螺栓松动监测技术。建立相应的实验装置,检测螺栓在不同预紧力下的导纳信号,将所采集的压电导纳信号,剔除导纳信号的被动部分后对所得到的导纳信号主动部分采用阻抗解耦算法,获得新的测点结构阻抗信息。以解耦得到的测点结构阻抗信号的实部定义了RMSD(Root Mean Square Deviation均方根偏差)损伤指标,识别螺栓联接状态(表现为螺栓轴向预紧力变化)。试验表明:导纳实部损伤指标能反映螺栓的联接状态;将解耦得到的机械阻抗实部作为监测螺栓联接状态的指标,较之常用的直接采用导纳信号实部定义的RMSD损伤指标,该方法所得的损伤指标明显提高,能更加有效的识别螺栓联接状态。     

微桥结构铜膜杨氏模量和残余应力研究

采用MEMS(MicroelectromechanicalSystems)技术研制了铜 (Cu)膜微桥结构试样 ,应用陶瓷压条为承力单元 ,并与纳米压痕仪XP系统的Berkovich三棱锥压头相结合 ,解决了较宽Cu膜微桥加载问题。测量了微桥载荷与位移的关系 ,并结合微桥力学理论模型得到了Cu膜微桥的杨氏模量及残余应力 ,其值分别为 115 .2GPa和 19.3MPa ,与应用纳米压痕仪直接测得的带有Si基底的Cu膜杨氏模量 110± 1.6 7GPa相吻合。     

方形压电石英晶片扭转效应理论研究和验证

对方形压电石英晶片扭转效应进行研究。利用各向异性弹性力学、压电学和麦克斯韦电磁场理论,求出扭转应力和极化电荷分布的规律。在此基础上采用有限元法对极化电场进行了模拟,仿真结果显示了场强和电势都以x轴为中心呈反对称分布。试验结果表明方形石英晶片存在扭转效应,且电极所测量的电荷量与扭矩呈线性关系。研究结果可为开发新型扭矩传感器提供理论支持。     

用环缝石棉衬垫工艺代替药剂衬垫工艺研究

提出用环缝石棉衬垫工艺工装来代替药剂村垫工艺方案,该工艺在进行焊接工艺评定合格后,应用在压力容器产品上。结果明显提高了生产效率和焊接品质,取得了良好的经济效益。     

基于DSP的压电智能柔性板主动振动控制实验研究

研究了一种基于压电的智能柔性板主动振动控制问题,采用有限元法与能最准则相结合的方法,实现了传感器和致动器的优化布置,在此基础上搭建实验装置,并通过激光测振仪提取模态参数。以数字信号处理器DSP设计PID控制器,并进行柔性板的主动振动控制实验研究,实验结果验证了方案的有效性。