NiCr合金薄膜测力传感器设计制作与力学标定

为了满足切削力信号精确测量的要求,制作了两种结构的切削力测量用镍铬合金薄膜传感器样品、可调式改良应变测试仪桥盒,进行了传感器静力学标定与实际切削力测量试验。使用DASP 36通道振动与噪声信号采集分析系统与YD-15型动态电阻应变仪进行采集与读取测量时的电压信号与应变信号,将采集的应变信号经MATLAB转换为压力应变曲线图,将传感器应变、输出电压值与其对应的理论仿真值进行对比,结果表明测量值与其误差较小,两种传感器的力学测量性能良好。     

基于LabWindows/CVI技术开发虚拟动态应变测试系统

鉴于虚拟仪器技术在机械工程领域具有广阔的应用前景,采用嵌入式MCU控制技术及最新的USB总线数据采集技术设计完成了程控动态应变测试系统.利用LabWindows/CVI软件设计方法,构建出了图形逼真、功能强大的虚拟式动态应变测试系统.该系统的软件含盖如下功能模块:建立标定文件模块,单通道示波模块,多通道示波模块,数据采集模块,历史数据回放功能模块,实现了对应变信号的采集、处理、分析和显示,系统可对多类型参量进行实时测量,将信号的采集和处理一体化,数据和结果实现可视化.同时对仪器功能进行了测试验证实验.     

基于FBG的行星齿轮箱内齿圈齿根应变动态检测方法研究

通过分析FBG传感器的传感模型与耦合理论,提出了一种基于FBG传感器的行星齿轮箱内齿圈齿根应变动态检测方法。对宽带光源、传感光路、光电转换、信号解调以及数据采集等模块进行集成,搭建了内齿圈齿根应变动态检测系统,并利用该系统对不同负载工况下的行星齿轮箱进行了多次实验数据采集。结果表明:应用该系统能够实现对行星齿轮箱内齿圈齿根应变动态检测,同时,采集的数据与理论分析相吻合,能够为后续行星齿轮箱啮合状态监测与故障诊断工作提供参考。     

井下玻璃钢抽油杆柱的故障诊断研究

本文提出运用应变电测技术,采集玻璃钢抽油杆柱光杆应变时间历程,研究建立杆柱系统的动态模型。通过在线采集信号和理论分析相结合的方法,研究井下玻璃钢杆柱的诊断预估。该方法和用示功仪作了比较,结果表明吻合良好。     

基于正交锁相放大器的微弱应变信号检测系统

在工业现场利用应变传感器进行形变测量时,被测物在小负荷作用下使得传感器输出的应变信号十分微弱。微弱信号有时甚至会被现场的强噪声信号完全淹没,这时提取有效的微弱信号将变得非常困难。针对这种实际问题,应用相关检测法设计了基于正交锁相放大器的微弱应变信号检测系统。在设计中,待测微弱应变信号通过信号调理、低噪声放大和带通滤波后与严格正交的两路参考信号进行相乘。然后,将乘法器输出信号进行低通滤波得到与待测信号幅值成正比的直流信号。对直流信号经过A/D采集和计算实现微弱应变信号的检测。经过Simulink仿真、现场实验与运行,结果表明系统能有效地抑制噪声信号,准确测量出微弱的应变信号。     

车辆结构强度动态应变测量的单片机系统

本文分析了车辆结构强度动态应变测量的特点,并根据单片机采集系统的优点,设计了车辆结构强度动态应变测量的单片机采集处理系统,试验表明：该系统可以满足车辆结构强度动态应变测量的需要。     

现代测控平台动态测试系统研究

利用已有设备 ,以通用的 D/A、A/D转换和数据 I/O卡为硬件 ,以振动台、功率放大器、电荷放大器、信号发生器等设备产生信号 ,结合虚拟仪器概念与技术 ,组建了一套完整的动态测试实验系统。该系统可以进行动态信号采集与处理 ,可对动态信号进行多种信号分析。同时结合虚拟仪器技术开发了便于应用的用户界面。在开发系统的同时 ,还对一些动态信号分析方法作了深入研究     

基于对称恒流的应变调理技术在超动态应变观测中的应用

应变仪作为应变信号调理器,应变仪是应变电测方法最主要设备之一。惠斯登电桥是应变仪常用的应变调理电路,具有测量精度高、灵敏度好等优点。在静态和动态应变测量中,惠斯登电桥法被广泛应用。但在超动态应变测量时,惠斯登电桥存在易耦合高频电噪声、高频信号信噪比差、测量频带窄等缺点。文中介绍了一种基于对称恒流激励的应变调理方法。与惠斯登电桥法相比,该方法能够更好地抑制高频电磁噪声、提高高频信号的信噪比和分辨率、拓宽应变信号测量频带,适合高频应变信号的调理。搭建了一套基于恒流应变调理技术的超动态应变连续测量系统。经实验测试,该系统具有宽频带、高信噪比等优点,在长时间连续高精度测量的条件下仍具有很好的可靠性和稳定性.     

基于RS-485总线的数据采集系统

基于RS-485总线的数据采集系统可实现对大坝坝体各方位的应变数据进行采集与数据处理。介绍了系统硬件和软件的设计,重点阐述了硬件电路中信号获取、信号放大、A/D转换、电源、通讯、数据存储以及时钟等模块的设计与实现方法。给出了系统的软件设计框图。     

用于智能蒙皮的集成化动静态测试系统设计

研制了一种用于机翼智能蒙皮结构的多路动静态信号测试系统，完成了该系统的软、硬件设计，深入研究了系统设计中的关键技术及电路的抗干扰问题。该系统可采集多路静态应变和动态振动响应信号，且集成了电荷放大器、应变测试仪、示波器、FFT分析仪及数据存储器等功能，可用于航空航天、机械工程、医疗卫生等领域。系统精度高，抗干扰能力强，稳定可靠且长时间运行状态良好。     

杆式风洞应变天平动态实验、建模与补偿

杆式应变天平是一种6维力传感器,在风洞实验中测量飞行器模型所受的各个方向的力和力矩.但是,其动态响应的超调量大,调节时间长,即动态性能差,无法满足动态测试的要求.为此,设计了应变天平动态标定装置,进行动态标定实验;基于实验数据建立应变天平的动态数学模型,给出性能指标;研制基于DSP的动态校正系统,实现对应变天平6路输出信号的动态补偿,以加快应变天平的动态响应.所建的模型和所研制的系统得到实验结果的验证.     

某型号起重机仿真分析与试验研究

应用MSC.ADAMS 软件对履带起重机起臂、提升、回转、行走、变幅等工况时的动力学过程进行仿真;应用ANSYS软件建立臂架系统的有限元模型,将ADAMS 输出的载荷导入到有限元模型中,进行多载荷步的有限元动态模拟,求出臂架系统在各工况下的受力状态;应用电阻应变仪对臂架进行应力测试,并将测试结果与仿真结果进行对比。     

动应变测量系统在机械振动信号检测中的应用

利用电阻应变计开发的动应变测量系统,成功的实现了机械振动信号的动态检测.这里对动应变测量系统进行分析,并在实测中验证了该测量系统的功能.     

Fe-Ga磁特性测试装置改进与动态磁致伸缩实验

利用Fe-Ga磁特性测试装置进行动态磁致伸缩测量时,受激励线圈产生的磁场的影响,测试样品的应变通常偏大,本文对此做了分析并进行验证。通过分析Fe-Ga动态磁致伸缩测量过程,对原测试装置进行了改进。将样品的一端固定在极头上并调节激励磁场使其在样品饱和磁场附近,以消除机械振动对动态磁致伸缩测试产生的影响。采用多参数磁学测试系统和改进前后的Fe-Ga特性测试系统进行Fe-Ga静态和动态磁致伸缩特性测试实验。结果表明:采用改进的Fe-Ga磁特性测试装置可在低饱和场下精确测量动态应变。实验还测试了Fe-Ga在2.7kA/m偏置磁场作用下的动态磁致伸缩特性,结果表明:(1)偏置磁场作用下应变与磁场同频;(2)应变对磁场的滞后随磁场频率的增加而增大;(3)λ~H曲线为椭圆形且椭圆环的面积随频率的增大而增大。上述结果表明,本文提出的改进装置可有效消除振动产生的额外应变。     

斜向冲击下单层网壳结构的动力响应试验

为了研究单层网壳结构在斜向冲击荷载下的动力响应特征及其受力过程,对一单层K6型网壳模型结构进行力锤激励模态试验、斜向冲击试验和数值模拟分析。基于大比例网壳试验模型,利用动态信号测试系统获取结构模态参数,借助高速摄影机拍摄冲击历程、网壳变形及破坏形态,通过动态应变仪、位移传感器和加速度传感器得到了斜向冲击荷载下网壳结构关键杆件和节点的时程响应数据。结果表明:模态试验测试结果初步验证了模型的正确性;单层网壳结构在斜向冲击试验中的响应模式可以被划分为3种;斜向冲击荷载下结构中最不利受载节点普遍距离支座较远;距离冲击点越近的部位响应出现越早,相应幅值也越大,响应由冲击部位传至整个网壳的时间约为0.15~1.58ms;网壳结构试验的动力响应分析结果和理论分析吻合度较高。     

FBG 传感技术在飞机机翼动态形变监测中的应用

机翼是飞机的关键部件之一,在飞行过程中对机翼形变进行在线监测,有助于提升飞机的安全性能及任务执行能力。 为此,本文提出一种基于光纤布拉格光栅传感技术的机翼动态形变测量系统;理论分析了 FBG 波长变化量与机翼表面曲率变 化的关系,利用 FBG 温度传感器实现应变补偿,利用三次样条插值实现离散曲率的连续化,采用基于连续曲率的形变重构算法 实现机翼形变测量;在 CA42 飞机的 4 个翼面上布置了 36 个 FBG 应变传感器,4 个 FBG 温度传感器,通过地面静力试验得到了 机翼的形变测量误差为 2. 5% ;最后,针对机翼动态形变测量系统开展了飞行试验,试验过程完整地记录下了机翼表面的应变、 温度及形变信息。 试验结果表明,由机翼形变产生的翼梢位移量正比于机翼法向过载,系数分别为 86. 33 mm/ g(左机翼)及 80. 04 mm/ g(右机翼),翼梢最大位移量 250 mm,发生在法向过载为 2. 25 g 的时刻。 此外,飞机机动半径越小,机翼形变量越 大。 机翼动态形变测量系统体现了良好的工程适应性。     

高速三维数字图像法测量手机跌落全场应变

为了测量手机跌落时的变形与应变,基于数字图像相关法及双目立体视觉原理,提出一种用于手机跌落试验中变形与应变测量的方法,并研制了相应的高速三维全场应变光学测量系统。针对手机跌落碰撞过程中,角度变化导致散斑匹配失败率高,变形应变场缺损严重的问题,利用高速相机高速采集图像,并改进图像匹配方法,采用顺序逐帧基准匹配,保证了测量精度,提高了应变场完整度。研制了光学测量系统,设计了试验方案,进行了数字图像测量方法与动态应变仪测量结果的对比,对改进的散斑匹配方案进行了验证。试验结果表明,本文的方法使变形应变场的完整度提高了21%,其位移动态测量精度为0.42%,应变测量精度为0.5%。本文的方法和系统可以满足手机跌落碰撞全场变形与应变测量的要求,与传统测量方式相比有明显优势,是研究手机跌落碰撞变形规律的有效途径。     

动静组合密封在电动工具转子轴上的应用

密封寿命是影响电动工具适用寿命的关键因素和衡量电动工具性能的重要指标。简述唇形油封的密封结构和原理,分析电动工具转子轴动-静组合密封系统的机构和工作原理,对工作状态下油封唇口的位移和应力分布进行仿真,并通过试验验证密封系统的有效性。     

列车车体SUS301L-HT不锈钢动态力学性能及其对结构吸能特性的影响

对SUS301L-HT不锈钢材料分别进行了准静态拉伸试验和动态冲击拉伸试验,以获得不同应变率下的材料本构关系。为准确地描述SUS301L-HT不锈钢材料的动态力学性能,采用了列表插值法,并通过对比有限元对标和试验数据来验证该方法的可靠性。以典型薄壁吸能结构为载体,采用2种材料参数,对比分析了SUS301L-HT不锈钢材料的动态力学性能对结构吸能特性的影响。研究结果表明：SUS301L-HT不锈钢具有明显的应变率强化效应,随着应变率的增大,材料的塑性硬化能力降低,表现出明显的温度软化效应;列表插值法相比动态本构模型能更好地描述SUS301L-HT不锈钢的动态力学性能,且采用列表插值法得到的结果与试验结果、有限元结果均有良好的一致性;列车碰撞的应变率属于中低应变率范围,对于SUS301L-HT不锈钢制成的车体吸能结构,考虑应变率效应的结构的实际吸能量要比不考虑应变率效应的相同结构的吸能量高,但初始峰值力相对较大。