电介质击穿逾渗模型中的标度律

目的电介质材料中的无序对于电介质击穿是非常敏感的．本文将对不均匀电介质中的电击穿特性进行研究．方法建立了一个简单的内含无序的电介质击穿模型,并采用重整化群方法进行研究．结果得到了击穿的逾渗阈值Pc,击穿场强与逾渗阈值Pc的关系式Ec～（Pc－P）v,和分形维数df．结论无序材料电介质的击穿规律满足标度律,并且临界指数是普适的．     

压电作动器振动抑制系统可靠性评估及优化设计

作为结构振动抑制的有效手段,压电作动器振动抑制系统在结构振动控制中逐步得到应用。但是长服役期内压电作动器的性能退化/失效会导致整个振动抑制系统的服役可靠性退化,确定性优化方法得到的方案难以保证系统的服役可靠性。针对服役期内压电振动抑制系统的可靠性评估及优化设计问题,分析了压电作动器性能退化和失效下振动抑制系统的失效机理,构建了基于嵌套抽样和加权统计的振动抑制系统可靠性评估方法,解决了具有载荷共享和冗余特征的振动抑制系统可靠性评估问题,提出了基于主从式并行遗传算法的压电作动器可靠性布局优化方法,实现了作动器的位置和角度优化。通过算例证明了可靠性布局优化的可行性和有效性,为服役期内振动抑制系统的高可靠性设计提供理论基础,也可为结构振动控制这一工程问题提供新的解决思路。     

面向翼面展开的压电直线位移累积作动器轻量化设计

现代小型制导飞行器中常用的电磁式伺服舵机存在寄生磁场影响导航制导精度，同时其减速机构将增加舵机系统体积与质量的问题，而且电磁舵机的工作温度范围较小。近期发展的一种新型压电直线位移累积高功率密度作动器能够有效解决这些问题。建立了该作动器的虚拟样机模型，通过与实验数据进行对比，验证了虚拟样机模型的可靠性。为使作动器在满足翼面展开需求下质量最轻，采用Isight与Adams联合仿真，对压电作动器的压电堆外径、长度、激振频率等参数进行了优化，最终达到了50.8 W/kg输出功率，实现了与现有伺服电机相当的功率密度。     

SF6／N2—高分子薄膜复合绝缘电击穿特性的试验研究

研究了ＳＦ６／Ｎ２－高分子薄膜构成的复合绝缘电击穿特性。研究结果表明：该种复合绝缘中高分子薄膜的介电常数越小,击穿场强越高,其复合绝缘总击穿电压越高;高分子薄膜间隙加粘合介质以排除气隙,可使复合绝缘总击穿电压提高,所得结果与结论为ＳＦ６气体绝缘电气设备的绝缘结构设计提供了参考。     

基于压电堆的网壳振动智能控制研究

利用压电材料的压电效应机理,设计出一种压电主控作动杆件,分析其工作原理和设计方法.然后利用模糊智能控制进行仿真,将其应用于网壳结构振动智能控制分析中,结果表明压电主控作动杆可有效地减小结构的加速度和位移响应,为其在桁架结构中的应用打下良好的基础.     

宏纤维复合平板结构的作动方程与试验验证

宏纤维复合材料(MFC)对板壳结构具有很好的治振效果,为了得到更为精确的MFC力电关系及提高MFC的振动控制效果,提出了一种新的MFC复合平板结构作动方程计算方法.在MFC的第1类压电方程基础上,建立了考虑泊松比与MFC薄膜应变对MFC作动力与作动弯矩影响的P1型MFC复合平板结构作动方程,得到了MFC对结构的作动力与作动弯矩.模型计算结果与公认数据进行比较,偏差在5%以内;完成了MFC复合平板结构的振动控制试验,控制前后的加速度仿真结果与试验结果之间的偏差在7.5%以内,表明本文推导的P1型MFC作动方程是适用的,可以用于MFC对平板结构的减振控制仿真计算.     

利用压电陶瓷作动器对柔性悬臂梁正位反馈控制试验

目的 验证压电陶瓷智能传感器和驱动器以及正位反馈控制对柔性结构主动控制的有效性.方法 将压电陶瓷片分别作为传感器和作动器使用,并粘贴于铝制悬臂梁的表面,对其振动反应实施实时控制.试验过程分为2个阶段,第1阶段5 s为启振阶段,通过激励压电陶瓷作动器使结构产生振动;第2阶段为控制阶段.利用压电陶瓷传感器得到的反馈信号,通过正位反馈算法计算出控制信号.驱动压电陶瓷作动器对结构的振动响应进行实时控制.结果 试验得到了模态振动控制与瞬时脉冲振动控制的振动响应曲线,并分别对有控与无控情况进行对比.结论 试验结果证明利用压电陶瓷以及正位反馈控制算法能够有效抑制外界激励下的一阶、二阶模态振动和瞬时脉冲扰动引起的结构振动.     

纳米碳化硅/硅橡胶复合物介电性研究

制备了质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%和7%的纳米碳化硅/硅橡胶复合物,利用宽频介电谱测试仪测试了不同碳化硅含量的纳米碳化硅/硅橡胶复合物的介电谱特性.结果表明:纳米碳化硅/硅橡胶复合物的介电常数在室温下随碳化硅含量的增加而增加,且在频率小于1Hz时,复合物的介电常数小于纯硅橡胶的介电常数.当频率小于50Hz时,复合物的介质损耗角正切随碳化硅含量的增加而降低,当频率大于1k Hz,复合物的介质损耗角正切随碳化硅含量的增加而增加.同时研究了纳米碳化硅/硅橡胶复合物的击穿特性,通过交流击穿试验可知,纳米碳化硅/硅橡胶复合物的击穿场强随纳米碳化硅含量的增加先增加后降低,当碳化硅质量分数为3%时,击穿场强出现最大值.     

轴向受压梁非线性随机最优电压有界控制

针对轴向受压细长结构容易在外界扰动下产生低频大幅振动的问题,基于几何非线性理论、压电耦合场理论和拉格朗日方程,推导表面贴附压电作动片的轴向受压梁的机电能量表达式,建立轴向受压梁的非线性随机振动压电主动控制模型;考虑压电作动器工作电压的限制因素,利用随机平均法和动态规划方程导出改进型的非线性随机最优电压有界控制策略. 该策略包括无界最优电压和bang-bang控制电压,因而较bang-bang电压控制律具有更好的连续性. 对简支轴向受压梁在多种情况下的非线性随机振动最优控制进行数值仿真,与bang-bang电压控制律进行比较,结果表明本研究导出的改进型电压控制律所需的压电作动器控制电压大幅下降,而振动控制效果略有降低.     

压电柔性机械臂的轨迹跟踪控制

提出一种利用压电材料对柔性机械臂进行末端轨迹跟踪控制的方法．利用假设模态法,采用压电作动器和传感器同位配置,根据Lagrange方程建立了单连杆柔性机械臂的动力学模型;针对柔性机械臂的非最小相位特点,以刚性旋转关节的转角为控制输出、以压电作动器抑制柔性机械臂的末端振动,基于Lyapunov函数,采用PD(proportional-differential)控制策略实现了对柔性机械臂进行末端轨迹跟踪控制．仿真结果表明,压电作动器很好地抑制了柔性机械臂末端的振动,末端的轨迹跟踪由关节驱动和压电作动共同完成,PD控制算法简单,易于工程实现．     

Time between failures model and failure analysis of CNC system

The reliability of CNC system, the core of CNCmachine tool, concerns the reliability of whole machinetool directly. Some related research had been done onthe reliability of CNC machine tool[1 -4], but there arefew relevant literatures about the failure di…     

压电材料兰姆波方法在薄板损伤检测中的数值仿真

利用压电材料(PZT)对薄板结构中的裂纹进行损伤检测与定位,通过数值仿真说明了该方法的有效性.基于大型有限元软件ANSYS平台,利用其中的耦合场单元,建立了薄板与压电材料的耦合动力学模型.利用PZT的传感/作动功能在薄板中激发和接收Lamb波,对板中存在多种裂纹情况通过对Lamb波传播过程和检测的数值仿真进行了研究.通过时域分析法对裂纹存在下Lamb波传播进行分析,研究裂纹角度对PZT响应的影响,采用时间延迟法对裂纹进行损伤定位.     

串联系统生产可靠度及其风险分析

本文从研究设备实际生产可靠度的随机性开始,证明了串联系统生产可靠度是一个随机变量,并且服从对数正态分布。文中得到了当设备的故障时间和故障间隔时间服从指数分布时有关设备或系统生产可靠度的具体分布规律。文末附有实例。     

结构随机地震作用及其统计参数

本文在文献［１，４，５］的基础上，综合考虑了地震烈度的随机性，地震动的随机过程性及其动力效应，并系统地讨论了分别相应于设计基准期内的确定性和随机性地震烈度的结构随机地震作用的统计参数和概率分布，确定了各统计参数的具体取值，并给出了相应的概率分布，为结构抗震可靠度分析和设计提供了合理的随机地震作用标准．     

薄栅介质的电子俘获击穿机理及物理模型

氧化层的经时击穿是集成电路中一个非常重要的问题．从理论上分析了氧化层经时击穿的电子俘获击穿机理，给出了相关的物理模型，同时指出了一些物理模型中存在的问题，为进一步研究氧化层的经时击穿机理及氧化层经时击穿可靠性的建模提供了理论依据．     

碳纳米墙场发射冷阴极电场性质研究

利用静电场理论求解拉普拉斯方程,给出了碳纳米墙冷阴极的电势分布。根据电势和场强的梯度关系得到场强分布,发现在碳纳米墙顶端附近场强相对背景场有较大增强;在与碳纳米墙垂直方向上,场强较迅速地恢复为背景场;纳米墙顶端至阳极方向上,场强随场点与碳纳米墙的顶端距离的增大而迅速减小至一个固定值;纳米墙越高,场增强因子越大,尖端效应越明显,所得结论为碳纳米墙或碳纳米管作场发射材料提供了理论参考。     

面向电织针设计的直线电机模型参数选择

针对一种面向电织针设计的超薄永磁直线同步电机,在提出直线电机模型的条件下对其气隙磁场进行研究,最后分析直线电机的各个参数对气隙磁场强度的影响,并利用分析结果设计直线电机的参数,完善直线电机的模型设计,为进一步的样机制作打下基础。     

SF_6/N_2混合气体绝缘特性的试验研究及理论分析

应用自制的试验模型对SF6/N2混合气体的绝缘能力进行了试验研究,并和纯净的SF6、N2的绝缘能力进行了比较,获得了SF6/N2混合气体在不同比例下的击穿电压与气体间隙距离之间的曲线.经综合比较、分析确定50%SF6 50%N2的混合气体的经济技术指标比较高,可以在电气设备中作为绝缘介质广泛应用.     

1 100 kVGIS中隔离开关及故障接地开关

利用有限元软件对1 100 kVGIS隔离开关气室及故障接地开关气室进行三维电场分析计算.针对复杂的分析实例，采用不同的参数设置进行网格划分，同时对结构复杂区域进行子建模以放大复杂区域.获得不同开距下隔离开关气室电场强度分布和动触头表面电场强度分布曲线.通过分析电场强度结果，得出不同开距下隔离开关气室内电场强度较大的位置及其电场强度比值.分析故障接地开关气室中盆式绝缘子表面的电场分布情况，结果表明，盆子端部倒角处尺寸对电场强度影响较大，从而为隔离开关气室及故障接地开关室的结构设计提供理论依据.     

视情维修中的设备维修模式权衡分析

选取不同的设备维修管理模式会带来较大的维修成本差异，文中针对国内企业中事后维修造成的维修不足和定期维修造成的维修过剩的现象，从可靠性理论的角度，研究分析了企业中维修模式的权衡方式和视情维修概念，构建了3种不同的可靠度分布函数的维修费用权衡模型，给出了最优维修策略选择区间，提出在可靠性数据允许条件下，对维修部件进行可靠度函数的描述和分析，定量地决策不同维修方式，从而达到资源和费用上的优化。最后，通过对视情维修的讨论，提出视情维修管理的逻辑判断的流程模式，将经验维修转变为知识维修。为设备工程领域中的2个热点问题（剩余寿命延长、维修质量提升）研究提供一定的平台。