利用中低频振动改善熔丝制造产品表面加工质量研究

熔丝制造技术(Fused filament fabrication,FFF)因其操作简单、适用性强和成本低廉等特点,已经成为当今使用最为广泛的增材制造技术之一.然而,由于逐层累加的工艺特点,与传统加工方式相比FFF产品的表面质量存在着明显的缺陷.利用中低频振动在改善FFF产品表面质量方面有着很大的潜力,为此,将压电陶瓷...     

基于挤压成型原理的低成本金属FFF技术研究

提出了一种新的FFF金属打印技术,即低价金属熔融沉积成型技术（Low-cost Metal Material Extrusion,简称LCMME）,通过混合了金属粉末的聚合物材料替代纯金属丝来实现相对低温条件下的金属材料3D打印,解决了传统FFF技术无法进行纯金属3D打印的问题,降低了打印金属材料零件的成本。     

压电梁弯曲振动振幅分布特性的实验研究

对压电梁进行了弯曲振动模态有限元分析,讨论了压电陶瓷片与梁的组合方式对压电梁弯曲模态的影响,在此基础上,对压电梁B1和B3阶弯曲模态、振幅分布进行了实验研究。结果表明,当压电梁振动阶数较高时,陶瓷片的横向布置对梁的振动特性影响很小。研究结果对压电驱动技术具有指导意义。     

多点压电振动给料装置的实验研究

压电振动给料装置耗能少、噪音低,有很好的发展前景。文中通过实验,考察了影响多点压电振动给料装置输送性能的多方面因素,为压电振动给料装置的改进和驱动电源控制系统的设计提供了必要的理论分析和实践数据。     

通过压电分流阻尼技术抑制结构振动的实验研究

以一四边固定矩形板为例,通过实验方法对三种不同的压电分流阻尼技术（RL串联压电分流电路、RL并联压电分流电路以及RL-C并联压电分流电路）的振动控制效果进行分析和比较。实验结果表明,当压电分流电路的参数调节到最优值时,能够有效降低结构振动;RL串联压电分流电路和RL并联压电分流电路的控制效果基本相等;RL—C并联压电分流电路能够降低分流电路中的最优电感值,但是控制效果也随之变差。实验结果还表明压电分流电路对电感值相当敏感,如果电感值偏离最优值,有可能会使得控制效果大幅下降。     

超声振动减摩性能的实验研究及理论分析

以超声减摩的核心构件压电振子为研究对象，在测量压电振子参数的基础上通过改变压电振子的工作电压，测量压电振子振动时辐射端面与特定的工作表面间的摩擦系数的变化规律，通过有限元法计算压电振子的振动模态，分析超声振动的减摩机理，以便进行适当的结构设计，利用超声振动的减摩性能制造出超声波悬浮轴承。研究证明，超声振动具有良好的减摩性能，压电振子处于纵向振动模态时减摩效果最好。     

悬臂梁式压电振动能采集器的建模及实验验证

为了根据环境振动和电学负载的特点对悬臂梁式微型压电振动能采集器进行优化,本文考虑质量块质心与悬臂梁末端的位置差异,建立了在基础激励作用下采集器的运动微分方程和边界条件.通过引入常数,建立了对单压电层、双压电层并联和双压电层串联的3个悬臂梁式微型压电振动能采集器均适用的耦合电路方程,得到了采集器固有频率和振型的表达式,推...     

压电陶瓷驱动微小机器人移动机构性能实验研究

利用压电陶瓷的电致伸缩效应可以驱动微小机器人移动机构的运动。用金属薄片和压电陶瓷构筑的振动框架式微小移动机构其外型尺寸在１０ｍｍ３以下,重量小于０．７ｇ。本文用实验方法探讨了这种微小机构在不同激励频率、不同信号波形和幅值下的移动性能,为理论建模提供了实证依据。     

柔性结构振动控制的初步分析与试验研究

采用智能结构的原理和方法,对压电元件用于柔性结构振动控控制的有关问题进行了初步探讨。对压电驱动器与结构的匹配关系进行了理论分析,对模态传感－驱动器对在柔性悬臂板结构中的布置数量和位置进行了优化设计,并对结构振动进行了控制试验,验证了该方法的有效性。     

交通工具中振动利用系统的研究与实验装置设计

交通运输中,由于路面不平、发动机的运转、传动系统的不平稳等原因而产生较大的振动,收集这些振动能量,并将其转化为稳定的电能,可为交通工具提供额外的能源.设计制作了振动利用系统的实验装置,通过实验的方法证明了振动利用系统是可行的.     

17-4PH不锈钢材料的金属熔丝成形及其制品力学性能研究

开发了三种17-4PH不锈钢/聚合物复合丝材;分别为聚乳酸（PLA）单组分、PLA/苯乙烯(SEBS)两组分以及PLA/高密度聚乙烯（HDPE）/乙烯醋酸乙烯酯（EVA）三组分黏合剂丝材。利用普通的桌面级熔丝成形设备成形生坯样件;并使用箱式烧结炉研究了一步式热脱脂/烧结的可行性;探究三种黏合剂系统复合丝材的可成形性。以Ultrafuse 17-4PH复合丝材为原材料;通过生坯成形—脱脂—烧结工艺过程制备了金属熔丝成形烧结样件;并完成了密度、收缩率及静态力学性能等方面的研究。结果表明;一步式热脱脂/烧结工艺易使样件出现氧化、不收缩等缺陷问题;而采用两步式脱脂（即催化脱脂和热脱脂）再进行烧结的样件;成形效果良好。Ultrafuse 17-4PH烧结件的平均密度为7.2 g/cm3;X、Y、Z方向的收缩率分别为15%、18%、20%;最大拉伸强度可达600 MPa;最大弯曲强度约1200 MPa;硬度约为232 HV。     

直线型超声电机的发展及应用

概述了直线型超声电机的运动机理，综述了国内外直线型超声电机的发展及其研究现状，列举了一些典型例子，总结了直线型超声电机的应用领域。针对现在直线型超声电机在理论、实验、材料等方面存在的问题，指出了在其研究开发中需要解决的关键技术。     

基于支持向量回归的熔丝制造3D打印能效优化模型

基于响应面法和支持向量回归模型对熔丝制造3D打印能效进行预测与优化。首先,利用田口方法设计六因素三水平正交试验,通过响应面法分析得出对加工能效影响较为显著的3个因素即层高、打印速度和热床温度;然后,通过支持向量回归方法建立加工能效预测模型,并与BP神经网络方法进行对比,结果表明支持向量回归方法建模预测性能更优;最后,建立以加工时间和能效为目标的优化模型,利用NSGA-Ⅱ、MOEA/D、SPEA2和MOPSO 4种算法分别对模型进行求解,分析比较4种算法的Pareto前沿,结果表明NSGA-Ⅱ算法在求解此问题时综合表现最佳,对比NGSA-Ⅱ算法求得的优化结果与试验结果可知,NSGA-Ⅱ算法具有有效性和合理性。     

Cymbal型压电堆叠阵列的振动分析

基于Kirchhoff薄板理论,推导了Cymbal型压电堆叠阵列在周期性均布载荷作用下的等效刚度,利用试验测定了堆叠阵列的阻尼因子,通过模态分析推导了系统的振型频率方程并获得在外部简谐激励下振动位移的一般解.由频率方程计算得到的各阶振型频率与采用有限元方法计算及试验测试的结果基本一致.     

基于熔融沉积成型技术的支撑算法设计

针对现有的熔融沉积成型支撑结构生成算法中耗材量大和结构不合理的缺陷,提出了一种支撑结构的生成算法。试验结果表明,该算法基于熔丝能够悬空的最大长度为判断标准来选择模型上的待支撑区域,能够减少打印耗材和打印时间。     

双足型直线超声电机的设计及实验

研制了一种双足型直线超声电机；对其驱动机理进行了探讨，对定子表面质点椭圆运动的形成进行了分析；对定子进行了频率响应实验，分析了振子驱动足的运动干扰性。分别测定了电机的频率-速度关系、电压-速度关系、相位-速度关系。实验结果表明，双足型直线超声电机对制作工艺敏感系数小，易激发出有用模态，正反两向运动灵活，工作状态稳定，速度基本与输入电压成正比，可采用调压调速。     

高精度定位平台X-Y方向振动误差补偿

为了减小定位平台在X,Y方向的振动误差,实现高精度定位,搭建了宏微结合精密定位系统,由高性能直线电机驱动,气体静压导轨支撑和导向的宏动平台实现系统的大行程微米级定位,并由安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台对系统进行定位精度补偿。建立了定位系统机电耦合振动模型,采用比例积分微分(proportion integral derivative,简称PID)控制与最小节拍响应控制相结合的策略控制宏动平台,采用前馈-PID控制驱动微动平台,通过电容式微位移传感器实时检测定位系统终端的位置输出信号作为微动台的输入信号,实现定位系统的闭环反馈控制,达到宏动平台的振动误差实时补偿的目的。实验结果显示,所设计的微动补偿平台具有良好的动态特性,定位系统具有良好的误差实时补偿效果,针对X,Y向的振动范围由补偿前的4和3.5μm,补偿后减小到1μm的范围内。结果表明,所研究的振动误差补偿方法可以有效减小定位系统的振动误差,提高系统的定位精度。     

高速精密定位平台振动误差补偿

搭建了宏微结合精密定位系统以便减小定位平台在Z方向的振动误差,实现高精度定位。该系统由高性能直线电机驱动,气体静压导轨支撑和导向的宏动平台实现系统的大行程微米级定位,由安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动微动平台对系统进行Z方向定位精度补偿。建立了定位系统Z向振动模型,采用模糊PID控制策略,用电容式微位移传感器实时检测定位系统终端的位置输出信号并将其作为微动台的输入信号,实现了定位系统的闭环反馈控制,最终完成了宏动平台的振动误差实时补偿。实验结果显示:所设计的微动补偿平台具有好的动态特性,定位系统的误差实时补偿效果优良,针对Z向的振动范围由补偿前的6μm减小到补偿后的2μm。结果表明本文研究的振动误差补偿方法可以有效减小定位系统的振动误差,提高系统的定位精度。