基于SolidWorks的旋塞阀流道截面积计算方法研究

旋塞阀是用带通孔的旋塞作为启闭件,通过旋塞与阀杆的转动实现启闭动作的一种阀门。阀杆旋转,使旋塞开口与阀门的流道形成了大小不同的流通截面,以此来改变流体的流量大小。研究了旋塞阀旋塞旋转时形成的流通截面面积的计算方法。旋塞转过角度不同,打开的流道截面形状不同,很难快速准确计算出相应面积,对流体流量的控制难以把握。提出基于SolidWorks软件三维建模方式,将旋塞流道与密封衬套流道实体化,利用流道模型的装配体模拟流道面积的变化,运用布尔运算求得两流道模型共同实体,计算旋塞阀旋塞转过不同角度时流道截面积方法,计算速度快,结果准确。     

2A96铝合金表面阳极氧化及性能研究

针对铝合金表面极易氧化生成结构疏松、耐腐蚀性差的氧化膜问题,利用阳极氧化法对2A96铝合金表面进行防腐蚀处理。通过改变阳极氧化实验中的氧化电压,在2A96铝合金表面制备不同的阳极氧化膜;利用金相显微镜观察各个阳极氧化膜的表面形貌、测厚仪测量其厚度、显微硬度计测定其硬度、点滴实验获取其点滴时间、电化学工作站获取其极化曲线和交流阻抗谱,进而对阳极氧化膜的耐腐蚀性进行研究。结果表明,在所测电压范围(8～16 V)内,随着电压的升高,阳极氧化膜的厚度、硬度、点滴时间也逐渐增加,耐腐蚀性能也随之增强。2A96铝合金经过表面阳极化处理后,其性能显著提高。     

高灵敏度光纤磁场传感器的设计与模型研究

根据磁致伸缩效应和光纤腔衰荡技术设计了高灵敏度的磁场传感器。基于Jiles-Atherton模型、二次畴转模型和光纤衰荡技术波长解调原理,建立了磁场传感器的数学模型,模型反映了磁场-应变-光纤腔衰荡时间之间的耦合机制。对不同预应力作用下Terfenol-D棒的磁致伸缩输出应变、衰荡时间、系统灵敏度与磁场之间的变化规律进行了理论分析和仿真研究,结果表明,该传感器具有很高的灵敏度,可通过改变预应力实现不同量程范围内的磁场测量,研究可为发展新型的高灵敏度磁场传感器提供了理论指导。     

磁致伸缩压力传感器设计及其输出特性

研究了铁镓合金(Galfenol)的磁致伸缩特性,提出一种基于Galfenol的新型磁致伸缩压力传感器,以实现机器人的触觉力精确感知。该传感器利用磁致伸缩逆效应将压力转换为电压信号,从而完成对压力的精确测量。设计、制作了磁致伸缩压力传感器,采用双永磁体回形磁路优化了压力传感器的磁场。对传感器进行了理论分析与实验研究,讨论了偏置条件、外压力等因素对输出电压峰值的影响。实验结果表明,在偏置磁场为4.8kA/m、施加的压力为2.5Hz、6N时,传感器的输出电压峰值达16mV,且输出电压峰值与压力呈较好的线性关系。研制的传感器具有结构简单、线性度好、反应速度快等特点,可以满足机器人触觉感知的需求,也可应用于其他领域的压力测量。     

机械合金化Nd-11Fe-Ti合金和机械研磨NdFe11Ti化合物退火时的相转变

采用X射线衍射、初始交流磁性率和差热分析研究了机械合金化Nd-11Fe-Ti(原子比)合金粉和机械研磨NdFe11Ti化合物粉在退火过程中的相转变.球磨7 h后二者均由非晶相和Ti在α-Fe中过饱和固溶体组成.机械合金化粉末样品中的非晶相的晶化温度为620℃,晶化亚稳相为TbCu7结构的Nd(Fe,Ti)7,900℃以上退火时,亚稳相转变成ThMn12结构Nd(Fe,Ti)12相;机械研磨的NdFe11Ti化合物粉中非晶相在638℃晶化形成的Nd(Fe,Ti)7在1000℃以上退火向Nd(Fe,Ti)12相转变.这些差别归因于两种样品中Ti原子在非晶相与α-Fe相中分配的不同.     

稀土超磁致伸缩应力测试仪的设计及实验研究

基于超磁致伸缩材料自身在不同偏置磁场下应力和应变之间的复杂非线性关系.以单片机89C52为核心设计了稀土超磁致伸缩应力测试仪.该测试仪的硬件由静态电阻应变仪和89C52控制电路2部分组成,软件部分主要完成应力和应变之间复杂关系的拟合计算.进行了一定偏置磁场下超磁致伸缩器件的应力和应变的测试,测试结果表明:该应力测试仪工作稳定,应力测量结果可靠.目前该应力测试仪已经在杭州715研究所投入使用.     

基于率相关迟滞模型的压电微动平台前馈控制

为了降低压电微动平台的动态迟滞误差对平台定位精度的影响,该文设计了基于率相关迟滞逆模型的前馈控制器对其进行迟滞补偿。首先,在对平台受力分析和运动分析的基础上建立平台的动力学模型;其次,在经典Prandtl-Ishilinskii(PI)模型的基础上加以改造,得到Modified Prandtl-Ishilinskii(MPI)模型,并将MPI模型与平台的线性动力学模型串联,得到分离式率相关MPI模型,进而基于率相关MPI逆模型建立平台的前馈控制器;最后,对所设计的控制器进行阶跃响应和正弦轨迹跟踪实验。实验结果表明,所设计的控制器具有较好的定位精度与跟踪性能,可以有效地补偿压电微动平台的动态迟滞误差。     

煤矿企业数据中心网络安全服务链技术研究

目前,煤矿企业生产网络和数据中心之间的网络安全设备大多采用串行部署方式,存在单点故障、链路瓶颈、运维耦合等问题。针对上述问题,研究了基于软件定义网络（SDN）的煤矿企业数据中心网络安全服务链技术。设计了煤矿企业数据中心安全设备并行部署方式,在物理拓扑上串入1台服务功能链（SFC）交换机,将各安全设备接入SFC交换机,通过SDN控制器控制安全设备及经过SFC交换机的流量,通过SFC交换机定期向安全设备发送检测报文来实现安全设备健康状况检测,并根据配置实现安全设备故障、升级、增加情况下的SDN安全服务链,保障安全设备无感知上下线。测试结果表明,该技术支持安全服务资源的可视化灵活调度,可按需启用/停用服务链上安全服务或配置不同优先级的服务链,在安全设备故障情况下可自动更新安全服务路径,且丢包率低,实现了无感知切换。     

磁致伸缩致动器的输出位移与输入电流频率关系实验研究

针对设计的超磁致伸缩致动器(Terfenol-D 棒φ10mm×85mm)进行了实验研究,主要考虑具有偏置磁场和无偏置磁场时交流输入电流频率与位移输出特性之间的变化关系.通过对致动器建立纵向振动方程,计算得到谐振频率应在1.026～3.078kHz和1.660～4.980kHz范围内.同时实验结果表明谐振频率在2.2kHz附近,与理论分析一致.谐振时致动器的位移输出最大可达68μm,且输入输出为倍频关系.实验研究揭示了超磁致伸缩致动器的频率域输入输出特性,为致动器的优化与应用奠定了基础.