基于ANSYS的机床夹具的静动态特性分析

机床夹具对机械零件的加工精度与质量有着非常重要的影响,夹具静动态特性的好坏直接反应了所设计夹具的性能。为了确定机床夹具各部分设计的合理性,利用Pro/E软件建立其三维模型,导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行静动态特性分析,找出设计的薄弱环节,提出相应改进意见,进而为夹具设计的后续优化奠定基础。     

减振器外特性测试的弹/刚性夹持对比试验研究

针对油液减振器异响检测、活塞杆加速度测试方法以及对弹性与刚性两种夹持方式下外特性测试结果存在差异等问题,开展了对比在不同安装方式下油液减振器外特性测试的试验研究,设计了分别采用常规外特性测试专用夹具(刚性夹持)和活塞杆加速度夹具(弹性夹持)的减振器外特性测试对比试验,对常规外特性测试专用夹具和活塞杆加速度夹具的结构和功能特点作了分析,进而对两套夹具造成外特性曲线存在差异的原因进行了研究,根据油液减振器工作原理及结构参数,建立了阻尼力模型并根据现有理论和试验结果进行了模型修正仿真。研究结果表明,两种夹持方式的测试结果对判定减振器外性能可以通用,而且还能够从不同方面反映出减振器内部的动态性能。     

MEMS宽带电化学地震检波器

针对深部油气勘探的需要,研制了基于微机电系统(MEMS)的宽带电化学地震检波器。仿真分析了影响该检波器频带的结构参数,并对其MEMS实现及封装方法进行了研究。利用有限元软件分析绝缘层厚度和阴极孔径对检波器幅频特性的影响,得到了优化的几何参数。基于仿真结果,利用MENS工艺加工硅基的Pt电极和Su-8的绝缘层,然后用物理紧固的方法进行器件封装。最后,分别在水平振动台和基岩上进行了检波器的性能测试和微震监测实验。实验结果表明:无需进行频率补偿,由20μm孔径阴极和200μm厚绝缘层封装的器件的频带可扩展到3~90 Hz,低频扩展到60S的补偿额度小于30dB,检波器的动态范围不小于130dB。实验显示:这种改进的检波器可以作为宽带地震检波器用于深部或海底的油气勘探。     

一种多功能全数字MEMS三分量检波器设计

针对复杂条件下多波地震勘探施工的适应能力及设备的抗干扰问题,设计了一种以MEMS传感器组为核心的多功能全数字三分量检波器。以高性能低功耗的STM32F4为控制中心,集成三分量MEMS加速度传感器、电子罗盘、陀螺仪、倾角传感器等组成多功能检波器,设计多路可配置信号调理模块,提高系统动态范围及带宽,配合软并行采集技术构成可扩展裁剪的分级式全数字三分量检波器,并对外提供IP地址自适应的高速RS485传输通信接口,实测检波器动态范围达120 d B以上,A/D有效分辨率达20位以上,噪声水平小于8μV。检波器已经应用于数字VSP系统,野外试验显示设计的检波器具有较高的分辨率和一致性。     

摩托车发动机凸轮轴外圆磨床夹具的改进

本文主要分析了摩托车发动机的凸轮轴磨削工艺,找出原夹具在设计上对不同机型生产存在着局限性,且原夹具加工难度大、精度要求高。本文提出改进夹具的夹紧定位方式,统合了加工不同机型的夹具,实现了提高机型切换效率和降低制造成本的目的。     

弹载设备振动夹具设计与改进

在弹载设备的研制和交付过程中,振动试验是其环境与可靠性试验最关键的内容之一。振动夹具在振动试验中起着重要的作用,其设计的好坏决定振动试验成功与否。文中全面分析了弹载设备夹具设计的各种要求,设计出了一种符合要求的振动夹具,利用UG NX6软件中高级仿真模块对夹具进行了仿真分析,并对振动夹具进行了测试和结构改进。此文是对弹载设备振动夹具设计的经验总结,可供弹载设备振动夹具设计参考。     

液阻悬置动态特性实验方法及实测分析

论述了液阻悬置及其主要部件的静态和动态力学特性的实验测试和数据处理方法，探讨了液阻悬置特性的评价参数；对惯性通道一活动解耦盘式、惯性通道式液阻悬置及其橡胶主簧进行了静态和动态力学特性测试，分析了液阻悬置的三向静刚度与其橡胶主簧的三向静刚度的关系，研究了预载荷、激振幅值和激振频率对液阻悬置及其橡胶主簧动态力学特性的影响；对惯性通道-活动解耦盘式和惯性通道式液阻悬置的动态特性进行了比较分析，研究了活动解耦盘对液阻悬置动态特性的影响；在不同的激振工况下，测量了上液室的动态压强和温度。     

某导弹舱段振动试验夹具设计与分析

振动试验是验证航空产品在复杂环境激励下可靠性和安全性的有效手段,成功有效的振动试验与振动夹具的动态特性密不可分.根据GJB150.16A规定和机载外挂产品振动夹具的动特性要求,设计了某导弹舱段的随机振动夹具,并对振动夹具进行了有限元建模和分析,获得了夹具的固有频率振型、频响函数以及随机振动响应的正交性运动系数等,验证了...     

电液伺服阀动态特性数据处理方法的研究

电液伺服阀动态测试过程中,由动态缸高频振动引起的测试台架振动、现场存在变频器等设备造成的电磁干扰以及传感器电源波动等因素,均会以速度测试通道噪声的形式窜入数据采样通道,这些噪声信号幅值强弱不同且频宽很广,采用硬件滤波手段难以有效消除,导致电液伺服阀的频率特性测量数据信噪比降低,如果不进行有效的数据滤波处理,会导致对电液伺服阀动态性能评价失效。针对这一问题,提出了采用FIR和IIR滤波器双联滤波的方法,并对含有上述噪声信号的数据进行了理论分析和实验研究,结果表明,该方法有效的消除了非线性干扰,提高了电液伺服阀动态特性的测量精度。     

电子设备机柜振动试验夹具设计

电子设备在振动试验中需要夹具转接,夹具的性能直接影响到设备的可靠性,夹具设计是振动试验中的一个重要环节.文中介绍了一种振动试验夹具的设计,并采用有限单元法对其进行了模态分析.结果表明该夹具动态特性可满足设计要求,可用于多种型号的机柜振动试验,并可节省试验费用.     

石英音叉扫描探针显微镜

石英音叉是一种谐振频率稳定、品质因数高的时基器件,其音叉臂的谐振参数(谐振振幅和谐振频率)对微力极其敏感。利用石英音叉对外力的敏感性,与钨探针结合,构成一种新型的表面形貌扫描测头。该测头与xyz压电工作台结合,利用测头音叉臂谐振频率对扫描微力的敏感性,研制基于相位反馈控制的扫描探针显微镜。首先介绍石英音叉测头的构成、工作原理和特性测试,以及由该测头构建的扫描探针显微镜的结构和测试、分析。通过对测头和系统的测试结果分析,系统达到1.2 nm的垂直分辨率,并通过对一维栅的测量,给出扫描获得的试样表面微观形貌图以及相位图,证明系统的有效性。另外,由于采用大长径比的钨探针,该系统具有测量大深宽比微器件表面轮廓的能力。     

某海用振动试验夹具设计及分析

夹具是将振动台的激励力不失真地传递给受试设备的传力构件,在以前大多数有关夹具设计及模态分析的论文中,把夹具与基础的连接简化为刚性连接,再通过有限元分析给出了夹具的前几阶模态,但在实际使用时,夹具的实测共振频率与主模态理论值有较大的偏差。文中以某海用电子设备的振动试验夹具为例,证明了该夹具的计算模态与实测模态确实存在较大差别,根据夹具的实际使用情况,建立了相应的力学模型,通过分析说明了实际使用时夹具与振动台面的螺栓连接的非刚性连接特性,提出了在中大型海用设备夹具设计时,夹具与振动台面连接刚度的简易分析方法,以供参考。     

Split Hopkinson resonant bar test for sonic-frequency acoustic velocity and attenuation measurements of small, isotropic geological samples

Mechanical properties (seismic velocities and attenuation) of geological materials are often frequency dependent, which necessitates measurements of the properties at frequencies relevant to a problem at hand. Conventional acoustic resonant bar tests allow measuring seismic properties of rocks and sediments at sonic frequencies (several kilohertz) that are close to the frequencies employed for geophysical exploration of oil and gas resources. However, the tests require a long, slender sample, which is often difficult to obtain from the deep subsurface or from weak and fractured geological formations. In this paper, an alternative measurement technique to conventional resonant bar tests is presented. This technique uses only a small, jacketed rock or sediment core sample mediating a pair of long, metal extension bars with attached seismic source and receiver-the same geometry as the split Hopkinson pressure bar test for large-strain, dynamic impact experiments. Because of the length and mass added to the sample, the resonance frequency of the entire system can be lowered significantly, compared to the sample alone. The experiment can be conducted under elevated confining pressures up to tens of MPa and temperatures above 100 [ordinal indicator, masculine]C, and concurrently with x-ray CT imaging. The described split Hopkinson resonant bar test is applied in two steps. First, extension and torsion-mode resonance frequencies and attenuation of the entire system are measured. Next, numerical inversions for the complex Young's and shear moduli of the sample are performed. One particularly important step is the correction of the inverted Young's moduli for the effect of sample-rod interfaces. Examples of the application are given for homogeneous, isotropic polymer samples, and a natural rock sample.     

一种基于复杂永磁体阵列的悬浮式振动能量采集器的精确模型及验证

为提高振动能量采集器的输出性能和工作频带，基于永磁体阵列和多自由度器件受到广泛关注。然而这类器件存在磁场分布复杂，动态特性难以模拟等问题。以一种基于复杂永磁体阵列的可调频磁悬浮振动能量采集器为研究对象，建立器件解析模型和有限元模型的联合分析模型，理论模型显示系统具有非线性振动特性，其动力学模型可简化为Duffing方程形式，并通过有限元模型简化了对非线性系统的分析。利用COMSOL有限元仿真研究器件磁场分布、非线性磁力特性，分析磁力和线圈位置对器件输出特性的影响。搭建测试平台对研制的可调频磁悬浮振动能量采集器进行试验表征，以验证联合分析模型。试验结果表明，在20～35 mm的固定磁铁间距离变化范围内，器件谐振频率变化范围为8.6～13.1 Hz，0.35g加速度下输出电压峰峰值为352.9～658.2 mV，联合分析模型与试验之间具有一致性。     

裂纹扩展过程中电磁谐振疲劳试验系统动态特性分析*

电磁谐振疲劳裂纹扩展试验系统是一种工作在谐振状态下测试金属材料断裂特性的试验装置,要求在裂纹扩展过程中精确跟踪系统的固有频率和控制试验载荷,为达到这一目的,需要对裂纹扩展过程中系统的动态特性进行精确的分析。据此,建立3自由度有阻尼电磁谐振疲劳试验振动系统的数学模型,采用ANSYS有限元法计算CT紧凑拉伸试件的刚度,研究不同材料试件刚度、系统固有频率,试验载荷幅频曲线、共振振幅在裂纹扩展过程中的变化规律,并进行相关试验,试验结果表明：系统固有频率计算值与试验测量值之间的最大偏差为1.9 Hz;系统动态特性仿真结果与试验结果能够较好地吻合。该研究结果为电磁谐振式疲劳试验载荷的高精度控制提供了理论依据。     

基于谐振式MEMS传感器的仪表开发关键技术

针对基于谐振式MEMS传感器开发数字智能仪器仪表的高精度、快响应频率测量技术展开研究。以一谐振式MEMS气压传感器为开发样件,其差分输出是两路40～70 kHz之间的正弦频率信号。对传统的频率测量方法进行阐述分析,提出一种新的结合传统测频方法各自优点的频率检测方法。设计实现相关软、硬件,搭建测试系统,实验结果表明该测频方案针对40～70 kHz的频率信号误差小于±0.02 Hz,响应时间为1 s以内。     

冲击波压力传感器动态特性补偿及其应用

为修正压力传感器动态特性引起的测试误差,避免传感器动态建模误差影响补偿结果,提出了一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法和均方误差的传感器动态补偿方法。通过对传感器进行逆建模,寻优得到了最优阶次的补偿器系数,利用激波管动态校准实验对该方法进行了验证,分析了补偿前后传感器的时域与频域特性。结果表明,该方法有效扩展了传感器的工作频带;在实弹测试中,减小了动态测量误差,提高了测试精度。     

振动夹具的综合优化设计

夹具设计要求质量轻、刚度大。为了在这两者间取得平衡,文中综合使用拓扑优化和尺寸优化两种方法对夹具进行优化设计以实现设计目标。基于拓扑优化结果设计了夹具的拓扑优化模型。虽然相对于初始模型,该模型的第1阶固有频率降低了36.5%,但其质量降低了66.7%,表明拓扑优化效费比显著。以设计参数的合理设计范围作为约束条件,把使第1阶固有频率最大和夹具质量最轻作为优化目标来实施尺寸优化,得到夹具的详细设计模型。与拓扑优化模型相比,该模型的质量降低了3%,第1阶固有频率提升了6%。之后对振动夹具实施了随机振动试验。受试设备安装点的功率谱密度响应曲线的均方根值最大为输入谱均方根值的1.17倍,说明夹具具有良好的动力学传递特性,夹具的综合优化设计方法有效可行。     

手动换电设备夹具结构分析

手动换电设备夹具做为承载固定电池箱的主要部件,其动静态性能是否满足极端工况的要求十分重要。使用Pro/E建立手动换电设备夹具的几何模型,利用Hypermesh进行CAE前处理,运用ANSYS分析手动换电设备夹具在特定工况下的应力分布,并在此基础上得到手动换电设备夹具的模态特性。通过以上分析,对手动换电设备夹具的强度、刚度性能有了基本的了解,为其进一步的结构优化提供了参考依据。     

光雷一体化测量系统的谐振特性及组合补偿

针对光雷一体化测量系统中复杂谐振对伺服单元的不利影响,提出了采用自适应陷波器及观测器滤波反馈组合实现谐振补偿的方法。首先,结合机械结构及频响测试结果分析了系统的谐振特性,指出系统存在雷达天线谐振、雷达机体谐振和天线高阶及轴系耦合谐振等3类主要谐振模式,并求得谐振特性随俯仰角变化的规律。讨论了对这种复杂谐振的补偿方法,提出采用自适应陷波器补偿雷达天线和雷达机体谐振,并利用Kalman观测器滤波反馈抑制天线高阶及轴系耦合谐振的方法。结果表明：经过谐振组合补偿后,各类谐振均得到有效抑制,速度环闭环带宽期望值达到了115 rad/s,阶跃过程过渡时间为0.35 s,在保证闭环控制稳定性的同时满足了系统带宽要求。