浅谈螺杆钻具传动轴的结构分析与改进设计

螺杆钻具中最为关键的部件便是传动轴,文章中利用有限元技术分析了传动轴在扭矩状态下的应力、变形状态,指出了其存在的危险部位,且在结合实际生产需求的基础上,提出了相应的改进方案,得到了随结构参数变化的应力及变形曲线,为传动轴的设计提供了更多的参考依据.     

圆锥形零件冲压变形与成形载荷的分析

由于悬空侧壁部分的变形状态是圆锥形零件成形的关键，而径向拉应力是实现悬空部分成形的必要条件，同时也是该部分冲压成形成败的关键为此，经力学分析得出了侧壁部分径向拉应力的解析式和造成圆锥形零件破裂的最大径向拉应力的计算式。同时分析了圆锥形零件的成形载荷。     

808nm与888nm抽运Nd:YVO4热效应分析

根据Nd:YVO4晶体对808 nm和888 nm波长抽运光吸收特性的差异,模拟了两种波长抽运下晶体的温度分布、应力分布以及当抽运光在a轴和c轴上的偏振分量变化时,晶体在两种波长抽运下温度分布以及热焦距的变化.模拟结果表明,888 nm抽运下,Nd:YVO4晶体在径向温度梯度大幅度减小,晶体温度应力值远小于808 nm...     

压电式四向无定心钻削测力仪的研制

根据“力偶矩在平面内移动,其值不变”原理研制出新型压电式四向无定心钻削测力仪.轴向力和切向力分别采用两片X0°和Y0°晶片对装;扭矩采用4对Y0°晶片均布在同一分布圆上,各晶片电荷灵敏度方向与分布圆相切,即可实现无定心扭矩测量.标定结果表明,该测力仪轴向力、径向力和扭矩的线性度和重复性均小于1％,横向干扰小于5％,完全达到了石英力传感器的使用要求.     

双曲线顶点对轴锥镜聚焦柱矢量光束的影响

基于瑞利-索末菲矢量衍射理论和振幅透过率函数,研究了轴锥镜的柱矢量光束聚焦特性。研究结果表明,径向偏振光的矢量聚焦场由径向分量及轴向分量构成,而角向偏振光的矢量聚焦场仅由角向分量构成,同时聚焦场焦深随束腰半径的增大而增加。相较理想情况,锥顶为双曲线时,焦深几乎不变,但光强因干涉效应发生振荡,其依赖于入射光的束腰半径,当径向偏振光束腰半径达到4 mm,角向偏振光束腰半径达到3.5 mm时,振荡现象消失。研究结果为轴锥镜的实际应用,以及进一步完善柱矢量光束聚焦场理论提供了参考。     

基于ANSYS液晶玻璃基板的应力分析

为了管控紫外光固化工艺过程掩膜版的裂纹,基于ANSYS对受石英棒吸附的液晶玻璃基板的结构应力及升降温过程的热应力进行仿真分析,讨论了不同材料和不同厚度玻璃基板的结构应力及热应力变化。结构应力分析结果表明,基板挠度、等效应力和弯曲应力最大值均出现在中部;基板厚度增加时,最大应力值显著减小。热应力分析结果表明,当玻璃基板存在温度梯度时,升温较大的区域,玻璃基板挠度更大;随着温度先增大后减小,玻璃基板挠度、等效应力与弯曲应力均先增大后减小,且升降温过程中基板应力变化显著,等效应力变化最大,弯曲压应力变化较小,弯曲拉应力变化最小。玻璃基板等效应力和弯曲拉应力最大值分别达到44.8 MPa和5.79 MPa。优化设备降温系统,降低玻璃基板各区域的温度梯度与基板升温值等可有效防止玻璃破裂的发生。     

浅析机械应力对空调用电感可靠性的影响

电感是空调用常见器件之一,电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。电感只有一个绕组,具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感受应力影响较大,在生产过程以及产品运输环节需特别重视应力问题,机械应力会直接导致电感使用寿命缩短。     

硅基超薄柔性芯片的力学和电学特性研究进展

全面综述了硅基超薄柔性芯片在单轴弯曲应力下的力学和电学特性研究进展,包括弯曲形变的测试方法及应力计算公式,弯曲应力对器件及单元电路响应特性的影响,以及考虑应力效应的器件建模方法。弯曲应力会导致MOSFET的迁移率、阈值电压、漏极电流等关键电参数发生变化,且变化率与所施加的应力大小和方向均密切相关。将器件电学参数随应力变化的数学关系与常规的器件模型相结合,可得到适用于柔性可弯曲器件的紧凑模型,从而使下一代计算机辅助设计工具能够满足未来高性能柔性芯片的设计需求。     

立式扭簧激光导光臂的设计

采用解析法优化设计了立式扭簧激光导光臂(VTSLGBA),在允许的工作波动范围内绘出导光臂的载荷曲线,然后设计出一条扭簧的扭矩曲线使其与导光臂的载荷曲线相匹配,再根据匹配结果确定扭簧的设计参数.所设计的扭簧的圈数为7,中径为40.5 mm,簧丝直径为3.7 mm时,设计得到的导光臂光程长1.5 m,焦点偏轴量小于1 mm,有效通光口径为15 mm.     

激光冲击强化AZ31镁合金表面残余应力分析

为了优选激光冲击工艺参量以获得最大的表面残余压应力,利用激光冲击和塑性变形理论推导出了激光冲击AZ31镁合金表面最大残余压应力公式,并采用ABAQUS有限元软件分析了其激光冲击后的残余应力场。结果表明,获得较大残余压应力场的激光冲击波载荷范围为1.2GPa~1.7GPa,随着载荷的增加,残余应力增加,当载荷在1.4GPa~1.6GPa时,最大残余压应力为125MPa左右;冲击载荷在1.8GPa时,出现轻微的残余应力洞现象;而在大于1.9GPa时,均出现明显的残余应力洞现象;载荷p=1.474GPa时最大残余应力为-128.5MPa。理论推导和有限元分析结果基本一致。     

数字工业摄像技术用于转轴动态扭矩测量原理的研究

基于数字散斑相关计算和转动轴表面匹配方法,提出一种利用双相机直接测量转轴动态扭矩的新方法。分别在轴两端使用两个工业相机采集无扭矩时的轴面图像序列,作为参考图像。同步采集扭矩作用下转轴轴面应变图像,对应变图像进行匹配方法,搜索其对应的参考图像,分别对两路应变图像和参考图像进行整像素相关计算、梯度法的亚像素位移计算,得到轴两端扭转角位移,最终计算出轴扭矩。为验证所提方法测量精度,运用Ansys有限元分析软件对轴上扭转位移进行计算,并与所提方法比较,两者结果误差为1.39%,具有较高一致性;进行了不同转速、扭矩下的台架实验,并与标准传感器测量结果比较,两者误差在1.4%~5.3%之间。实验结果表明,数字工业摄像的扭矩测量系统有较高精度,系统结构简单,克服了传统方法安装复杂、信号易受干扰等缺点,适用于转轴动态扭矩测量。     

CLA型转速扭矩传感器在汽车测试系统中的应用

一种能进行汽车传动轴及万向节磨损试验的专用试验设备,最近在中国汽车技术研究中心研制成功。该设备是一台由计算机控制,液压加载,机械封闭式的试验台。它可以用手动方式对试件加载,也可以给计算机输入加载程序,由计算机控制自动加载,试验转速也可以由手动或自动控制。控制范围:扭矩     

基于蓝牙4.0的无线扭矩测量分析

针对大型工程机械载荷谱测量的难题,以低功耗蓝牙4.0技术设计了无线扭矩测量装置。采用应变片作为敏感元件,将测量装置固定于旋转轴上,通过蓝牙4.0无线传输协议将测得数据发送到计算机的蓝牙接收器上。实验分析表明：在高转速要求高采样频率、通讯环境复杂的条件下测量装置工作性能良好,验证了该测量方案的可行性和可靠性。该装置适用于密闭环境中高速旋转轴的非接触、低功耗的扭矩的测量。     

压电谐波电机承载能力的研究

以保证柔轮与刚轮的正常啮合为条件,引入计算径向变形量系数,设计径向变形量系数以及允许位移损失系数,通过确定位移放大机构输出端允许位移损失量或柔轮的实际径向变形量,计算压电谐波电机承载能力。建立了压电谐波电机承载能力的设计准则,是包括压电驱动器驱动能力选择以及其他结构尺寸设计与校核的主要依据。其输出扭矩与压电驱动器与位移放大机构的刚度成正比,与柔轮变形力、轮齿啮合角以及摩擦系数成反比。克服了基于压电驱动器最大驱动能力建立压电谐波电机输出扭矩方法的缺陷。该模型也可用于采用超磁致伸缩等其他驱动器的谐波电机承载能力的计算。设计计算表明,相对于一般原动机,压电谐波电机能提供较大的输出扭矩。     

面向扑翼微飞行器的扭矩传感器研究

由于仿昆虫扑翼微飞行器需要在小范围内传输扭矩,且扭矩数值较小,一般的扭矩传感器或力传感器在其动态范围内均难以达到测量精度的要求。为了解决这一问题,提出了一种新型单轴扭矩传感器的设计方案,并完成了实际的制造和测试。该扭矩传感器的主体为殷钢材料,由激光加工制作而成,利用电容式位移传感器测量主轴旋转时目标板的位移,从而建立输出电压与施加扭矩之间的对应关系。传感器带宽和分辨率与微飞行器飞行实验的标准相匹配,同时对离轴负载保持不敏感。经实验测定,该单轴扭矩传感器的带宽为1.1kHz,测量范围为±260.8μNm,分辨率为0.013μNm,可以满足微飞行器扭矩的测量需求。     

电子元器件引线拉力及弯曲试验台

本试验台用于测定电子元器件引线之设计与安装方法是否经得住在整机安装、拆卸时所遇到的轴向或径向应力,这种应力会影响引线的使用以及元器件本身的电气性能,经过随后的环境试验,如密封、抗潮或寿命试验就能暴露出该元器件引线的工艺缺陷、设计缺陷以及引线安装在元器件本体上不适     

半球动压气浮轴承有螺旋槽与无螺旋槽轴承特性仿真分析

本文采用CFD数值模拟方法和试验数据相结合的方式对半球型动压气浮轴承径向偏心3%和轴向偏心3%的流场进行分析.对轴承同一偏心率下有、无螺旋槽的轴径向刚度、轴径向承载力、姿态角、功率等特性进行了比较.结果表明,半球型动压气浮轴承的数值仿真结果与试验数据吻合较好.刻有螺旋槽的轴承,压力沿螺旋槽逐渐上升,在螺旋槽顶达到峰值,跨过螺旋槽后压力逐渐降低.由于圆周均布了多个螺旋槽,螺旋槽的导流作用使得高压区均匀的分布在轴承圆周面上.没有螺旋槽的轴承在径向偏心时存在一个对称分布的高压区和低压区,二者夹角近似180度,但在轴向偏心时却无法形成动压效应,轴承支撑力几乎为0.相比无螺旋槽的轴承,有螺旋槽压力分布更均匀,能提供轴、径向支撑力,且姿态角和功率更小,更有助于电机稳定的高速旋转.     

非Kolmogorov大气湍流对高斯阵列光束光强闪烁的影响

基于广义惠更斯-菲涅尔原理,采用Rytov方法推导了径向分布高斯阵列光束在非Kolmogorov湍流大气中传输时的光强闪烁指数表达式,分析了径向半径r0、光束个数N、广义指数及传输距离L对轴上和离轴闪烁指数的影响。结果表明:轴上和离轴闪烁指数随着的增加均先增大后减小,值得注意的是不同的r0光束的闪烁指数达到极大值所对应的略有不同,轴上闪烁指数随着r0的增大达到极大值所对应的呈减小趋势,而离轴闪烁指数随着r0的增大达到极大值所对应的呈增大趋势;光轴附近各阵列光束的闪烁指数小于高斯光束的闪烁指数,随着px的增大阵列光束闪烁指数将大于高斯光束闪烁指数。当r0相同时N越大闪烁指数越小,当N相同时闪烁指数随r0的增大非单调变化,而是存在一个极小值。     

三轴离子束抛光系统驻留时间算法

在光学离子束抛光工艺中,驻留时间求解是一个关键问题。多数驻留时间求解算法要求离子束在工件表面的材料去除速率在加工过程中保持不变。然而,离子束在工件表面的材料去除速率与离子束入射角度有关。为此,在加工曲面工件时,通常采用精密五轴联动运动平台对离子源的运动及姿态进行实时控制,使得在加工曲面工件时离子束相对工件表面的入射角度始终保持不变,从而保证去除函数在整个离子束抛光过程中保持不变。提出了一种基于仿真加工的迭代驻留时间求解算法,在求解驻留时间的过程中考虑到入射角度带来的去除速率变化,从而使得在离子束抛光系统中只需采用三轴运动控制平台对离子源的运动进行控制,而不再需要对离子源的姿态进行实时控制。入射角度与去除速率曲线可以事先通过实验测得。与五轴运动平台相比,三轴平台更稳定、经济且易于控制。仿真结果表明,算法在三轴离子束抛光系统中具有较好的适用性。     

基于有限元分析的联轴器强度优化设计

联轴器作为机械传动系统的核心组件之一,承受着各种工况下的复杂载荷,其强度和可靠性至关重要。文章对联轴器实体及有限元模型进行了论述,在此基础上进一步分析了联轴器的受力,主要包括螺栓预紧力、离心力、扭矩等,并提出了针对性的强化优化设计,有助于改善联轴器的强度,进而为联轴器的安全运行提供可靠保障。