基于有限元方法的光纤加速度计灵敏度仿真分析

阐述了光纤加速度计的工作原理,利用有限元方法得到光纤加速度计两弹性柱体外半径上节点的径向形变△R,并通过公式计算得出加速度灵敏度值39.69 dB(0 dB=1 rad/g),最后依据仿真得到的结构材料参数,研制了光纤加速度计,并测得其加速度灵敏度为39.43 dB,与仿真结果相差0.26 dB,实验数据与仿真结果相吻合.研究结果表明,利用有限元方法对光纤加速度计加速度灵敏度性能进行仿真具有一定可行性,该研究对芯轴式推挽型光纤加速度计的结构设计和广泛应用具有重要的理论指导意义.     

一种基于梯形压电悬臂梁的能量采集器研究

提出了一种基于d33模式的梯形压电悬臂梁式能量采集器.采用梯形悬臂梁结构能提高能量采集器的平均应力和降低其最大应力,增加其输出电压和使用寿命;同时由于压电材料的d33系数一般是d31系数的2～3倍,利用d33模式同样能提高能量采集器的输出电压.分析和制备了同尺寸的d31模式和d33模式两种能量采集器,并进行测试.实验结果表明,d33模式能量采集器的输出电压约是d31模式的2倍,具有较高输出电压,与有限元分析结果基本一致.     

一种新的电阻元件等效方法及其应用

摘要：利用串联电阻的等效电阻等于各电阻之和、并联电阻的等效电导等于各电导之和的结论．导出了电阻等效的新结论,即任意电阻可以等效为一个电阻与一个电压控制电压源的串联,也可以等效为一个电阻和一个电流控制电压源的串联;任意电阻可以等效为一个电阻和一个电流控制电流源的并联,也可以等效为一个电阻和一个电压控制电流源的并联。本文给出了这种等效方法的理论证明,并以实例说明了电阻等效的应用。     

一种高效的夹心换能器有限元设计方法研究

夹心式压电换能器是多种设备的核心器件.该文提出了对换能器前后两部分分别设计和仿真的方法,比传统的按整体进行计算和仿真的方法实现了更高的仿真设计效率:首先,对前后部分分别进行仿真与优化,实现前后部分的谐振一致性;其次,把前后部分模型整合实现对整体的仿真和调整;最后,按最优方案制作换能器,并与传统方法设计的换能器进行实验对比.通过实验证明,按照该文提出的方法,加工装配的换能器不仅研制周期短,且品质因数高、谐振阻抗小、有较大的有效机电耦合系数.     

电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法

 基于自由度缩聚技术和模态叠加原理,提出两种电子器件振动特性有限元模型参数的等效计算方法:范数极小值等效法和约束基频等效法.两种方法依据器件质量、约束基频、内部布局等特性,将具有非均匀质量和刚度分布的器件等效为均质长方形质量块,使电子器件的网格划分和数值计算大为简化.通过印制板固有特性和响应结果的对比分析,验证了等效方法的有效性和实用性.     

主动约束层阻尼悬臂梁的有限元建模

为了对主动约束层阻尼结构建立精确完善的数学模型,以便进一步进行控制研究,采用了两种不同的离散方法,用有限元建模,并考试到压电片的机电耦合效应和粘弹性材料的栓构关系随温度、频率的变化而变化的特点,将有限元法与粘弹性材料的ＧＨＭ模型相结合,使由于粘弹性材料导致的非线性微分方程转化为一般的二阶定常数性系统,从而避免繁琐的迭代求解,以便直接求解模态频率、模态阻尼及结构响应,为进一步设计控制器,形成闭环控制     

一种基于能量滤波和小波的车牌定位方法

提出一种基于能量滤波和小波的车牌定位方法。根据车牌在水平方向能量高且集中的特点构造能量函数．并将沿垂直方向变化的能量反映到投影图上,能量滤波后获取车牌的大致位置。再由小波分析获取车牌的水平细节图像和垂直细节图像,然后利用形态学对小波分解后的细节图像进行一系列处理,进一步消除无用信息和噪声,最后由投影法准确确定车牌位置。实验结果表明,定位准确率为96．2％．平均定位时间为3．62s。     

一种圆抛物面天线的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS5．7对一种复合材料圆抛物面天线进行分析计算，确保设计的产品满足使用要求。     

一种“回”字形多方向压电能量收集方法

该文介绍了一种“回”字形的多方向微型压电振动能量收集装置,其由尺寸为34 mm×2 mm×1 mm的正方形边框包围,内部结构包含4个非对称的组合悬臂梁,主悬臂梁固定于边框内壁,并与z 方向垂直,次悬臂梁连接在主悬臂梁的末端质量块上。首先建立基础激励条件下组合悬臂梁振动系统的动力学模型。然后,通过有限元仿真分析对比了不同刚度和质量对位移幅值的影响,验证了组合悬臂梁系统的振动特性,并确定了最佳结构参数值:当主、次悬臂梁厚度均为0.3 mm,主、次质量块的最佳惯性质量分别为619.32 g、342.3 g。经仿真计算得到z 方向可输出电能功率为3.138 5 mW,x、y 方向可输出功率均为0.720 5 mW。最后搭建微型能量收集器实验平台,在实际测试中z 方向的输出功率为2.85 mW,x、y 方向的输出功率均为0.57 mW。     

基于能量误差的人体有限元模型网格剖分优化研究

网格剖分是有限元建模分析过程中最重要,也是工作量最大的环节,直接影响有限元分析的精度和时间。该文在研究网格自适应剖分及有限元离散误差的基础上,在高压输电场环境中建立不同复杂度的3维人体模型。通过对人体模型自适应网格剖分和手动网格剖分电场仿真结果的对比,分析能量误差变化的趋势,从而指导人体模型的建立及最佳剖分尺寸的设置。该文的研究成果,对其它有限元剖分方案的优化研究具有一定参考意义。     

一种基于等效容量的链路性能预测方法

该文提出一种在信道复杂变化时对链路性能进行准确预测的方法。在介绍了一种基于Shannon信道容量的量度的基础上,引入了一个新的能够反应信道衰落速度的惩罚因子Q。对于不同的调制方式和编码速率,给出了Q 与信道变化程度的关系式,以及需要参考的AWGN信道下的性能曲线。仿真结果表明该方法能够实时地反映出信道的变化程度,从而使得预测更加准确。该文虽以Turbo码性能的预测为例,但是很容易就可以推广到其他链路级的情况。     

基于等效弹簧式柔性连接的摆镜模态分析

针对空间稳像系统摆镜的柔性连接方式,提出了使用多个等效弹簧单元替代原有的柔性连接的有限元分析方式。对等效弹簧与原弹簧的弹性系数的对应关系进行了推导,使用等效弹簧的方式对摆镜系统完成了有限元建模,并进行了模态分析,计算出了一阶谐振频率。最后用非接触式激光共振检测系统对摆镜系统进行了检测,并将检测结果与模态分析结果进行了对比,结果表明,基于等效弹簧式柔性连接的摆镜有限元建模方法切实有效。为摆镜的后续设计提供建设性参考,对类似的工程分析具有十分重要的借鉴意义。     

基于最小能量的图像分割方法

提出了一种图像分割新方法,与 Ｓｎａｋｅ 模型一样,该方法融合了传统的三阶段分割方法,并克服了 Ｓｎａｋｅ 模型只能处理单区域轮廓线的缺陷,适用于多区域、多空间位置关系的图像分割,无需轮廓线的初始位置设定。同时,动态规划的嵌入特性,保证了图像分割的全局最优化,实现了图像轮廓线的精确定位和自动分割。实验结果表明了该方法对于多区域图像分割的有效性。     

一种悬臂梁式MSMA振动能量采集器研究

振动能量在自然界中广泛存在,利用智能材料收集振动能量为微电子系统供电是新能源领域的发展趋势。该文利用新型智能材料磁控形状记忆合金(MSMA)的逆效应研究设计了一种基于悬臂梁式的MSMA振动能量采集器,对采集器的各部分结构进行理论分析和系统设计,并建立了振动能量采集器的结构模型。利用ANSYS软件对磁场进行有限元分析,验证了磁场回路和磁感应强度满足采集振动能量的要求。在此基础上,研制了采集器样机,并通过搭建实验平台对采集器进行实验测试,结果表明,该悬臂梁式MSMA振动能量采集器具有较宽的振动能量采集频带,输出电压可达220 mV,为振动能量的收集利用提供了参考依据。     

基于有限元分析的BGA焊点可靠性研究

介绍了应用最小能量原理对球栅阵列(BGA)器件焊点建立三维形态预测模型,以及利用有限元方法分析不同形态焊点在热循环条件下的应力应变分布特征.基于分析结果对三种不同引脚中心距的BGA进行组装工艺优化设计,通过环境筛选试验的验证,考核了工艺设计的可靠度.证明热应力交变下,焊点内部疲劳损伤现象与理论预测一致,有限元分析(FEA)在焊点可靠性研究中是一种有效的途径.     

压电能量收集器件基于有限元仿真比较和研究

利用压电材料制作的器件采集环境中的振动能量,并转化为电能的微尺度器件正日益受到广泛关注。通过有限元仿真分析,研究了新颖的垂直式纳米线阵列结构(VING)和常见的压电悬臂梁结构的能量收集性能。在更贴近实际情况的低频条件下计算了75 000根纳米线阵列结构和压电悬臂梁结构的输出电压以及单位体积能量输出功率,并指出了其各自的特点。最后得出结论:VING更适于在振动强度较大的环境中工作,而悬臂梁结构则更适于在接近其谐振频率的环境中工作。     

一种分析线束串扰的等效方法

使用传统方法分析线束串扰存在内存消耗大、计算时间长的问题,研究其快速仿真技术有着重要的工程应用价值。提出了一种快速仿真线束串扰的\     

一种新颖的高功率小型化等效天线

报导了等效天线的设计原理，提出了用金红石陶瓷和SW-26型高功率吸收材料组成吸收体吸收微波功率的设计方案。利用金红石陶瓷相对介电常数εr=100的特性，有效减小等效天线的几何尺寸；应用SW-26型高功率吸收材料，使等效天线沿传输方向相等长度吸收的微波功率相等。在米波波段实现了小型化，获得了高性能。     

一种基于能量加权检测的UWB测距方法

针对无线传感器网络节点低成本、低运算能力的特点,该文为基于超宽带(UWB)的无线传感器网络提出了一种基于能量加权的到达时间(TOA)估计方法。这种方法由直达径(DP)能量窗加权检测和DP在能量窗内位置精确估计两部分组成。文中给出了DP能量块检测概率和估计结果的闭合表达式,通过理论和数值分析了积分长度,子能量块个数等系统参数对于TOA估计性能的影响。通过仿真结果进行了性能比较和误差分析,结果表明,该算法在保持能量检测方法低采样率特点的同时,在性能上相对传统算法有了较大提升。     

基于等效失效率的动态故障树分析

运用动态故障树对动态系统进行可靠性定量分析,当动态子树规模较大时,直接运用马尔可夫理论的难度较大.在综合运用模块化、等效失效率方法的基础上,提出了一种动态故障树顶事件发生概率的近似算法:首先通过深度优先最左遍历来搜索独立模块;接着,对时间域进行不等距划分,将动态门下的子模块看作"准底事件",利用其在各区间内的等效失效率来逐步求取整个动态故障树顶事件的发生概率.通过对实例的求解,验证了此方法的有效性.