Computation of Capacitance for MEMS Comb-Drive Structures

According to the characteristics of comb-drive structures,the electrical potential field is analyzed;the model based on corner capacitor is presented and solved with the capacitance characteristic formula of nonlinear capacitor.Compared with the results of finite element method simulation,the model based on corner capacitor is more accurate than the models based on infinite parallel plate capacitor and parallel plate capacitor with edge effects,     

基于材料疲劳的压电俘能器结构设计

现有的压电俘能器是通过增加振幅来提高俘能器的输出功率,但这种方法增加了压电材料的疲劳负担,使锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)表面产生裂纹并迅速扩展,这使得整个俘能器的固有频率显著降低,对于俘能带宽本就很窄的压电俘能器来说无疑是毁灭性的。该文通过线性弹簧来拟合PZT的表面裂纹,建立了等效模型并推导出表面裂纹对结构固有频率影响的理论公式。理论推导得到了裂纹不扩展时的压电俘能器结构与环境的限制条件,并通过实验进行了验证。实验结果表明,当俘能器的振幅小于外加电场为1.5倍矫顽电场所等效的振幅时,系统的固有频率几乎不发生改变;而当俘能器的振幅大于此等效振幅时,系统的固有频率明显降低,而且振幅越大,下降速度越明显。     

压电-电磁复合式俘能器设计及能量收集测试

设计了一种压电-电磁复合式俘能器,利用机电耦合状态方程推导了输出功率表达式。应用试验测试对比分析了压电式、电磁式、复合式俘能器的输出特性,结果表明,复合式俘能器的3dB带宽比压电式、电磁式俘能器分别增大了67%、25%,最大功率提高了38%、118%。设计了压电-电磁复合式俘能器能量收集电路,分别利用LTC3588、LTC3108芯片收集压电俘能单元、电磁俘能单元输出的电能,并用超级电容存储。分别应用3种俘能器进行超级电容充电测试,结果表明,复合式俘能器的充电时间比压电式、电磁式俘能器分别减少了29%和52%。     

具有物理非线性旋转壳的随机动力响应

在本文中，当混凝土材料受压时，认为是弹性体；当它受拉时，认为是脆性体，即超出弹性体极限后不再具有承载能力．基于这种混凝土的断裂物理模型，对于随机风载荷外载，建立了非线性随机本构方程．为了求解这类非线性的随机动力方程，文中发展了一种迭代统计线性化的方法．同时，给出了一系列的统计特征结果．     

受平稳强风载作用时旋转壳的非线性随机响应

根据结构非线性随机响应的理论分析 ,针对工业冷却塔结构受强风作用时产生大变形的工程实际随机动力问题 ,利用统计摄动方法 ,考虑几何非线性及平稳随机强风载作用 ,研究并分析了冷却塔旋转壳的非线性随机响应 .通过数值计算 ,给出了关于法向位移等统计平均值和非线性作用因子 β等的结果     

用VC实现PC机对激光仪的通信控制

介绍了用Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋实现异步串行通信的基本原理,分别讨论了用Ｗｉｎｄｏｗｓ函数库ＡＰＩ函数和Ｃ运行时库的实现方法,以及ＰＣ机对激光测距仪通信控制的编程实例。     

硬目标侵彻引信半实物系统测试

利用虚拟仪器软件LabVIEW编制基于MP422板卡的G语言程序,对无限厚混凝土侵彻作半实物仿真。使用板卡DA输出经ANSYS/LS-DYNA仿真计算出的加速度数据给智能侵彻引信,模拟弹丸侵彻无限厚混凝土靶。对智能侵彻引信的测试结果与LS-DYNA仿真加速度和位移的对比,表明智能引信可准确可靠的测量和计算出弹丸侵彻过程中的加速度与位移。     

基于加速度测试及模糊模型的弹丸侵彻混凝土深度实时预测方法

为了对卵形弹垂直侵彻半无限厚混凝土目标的侵深进行实时预测,提出了一种基于实测加速度值及模糊模型的计算方法。该方法根据瞬时速度的不同将侵彻过程分成了高速侵彻、中速侵彻和低速侵彻三个阶段,并分别采用不同的模型对每个阶段的减加速度、速度和侵彻深度进行了描述。通过判断减加速度的计算误差,自动确定了高速侵彻阶段与中速侵彻阶段以及中速侵彻阶段与低速侵彻阶段的截点速度。同时,利用实测的全弹道加速度曲线,实时计算了侵彻过程的初始冲击速度。将实验后所测得的侵彻深度与模型预测的侵彻深度进行比较,结果表明该预测方法可以对侵彻深度进行准确地实时计算。     

压电-电磁复合式俘能器的设计与实验研究

针对现有压电、电磁俘能器不能同时输出大电压和大电流,设计了一种压电-电磁复合式俘能器。根据设计的复合式俘能器结构进行了理论建模,推导出了电压、电流、振幅和输出功率的表达式,并利用Ansys和Ansoft仿真软件对复合式俘能器的输出特性进行了仿真分析。最后通过实验对比分析了压电、电磁与压电-电磁复合式俘能器的输出特性,分析得到在0.6 g(g=10m/s2)加速度作用下,压电-电磁复合式俘能器的最优输出功率比电磁、压电俘能器分别提高了118%、38%,同时3dB带宽可增大67%、25%。     

双端固支式压电俘能器的特性研究

设计了基于矩形梁和梯形梁两种结构的双端固支式压电俘能器,其较传统的悬臂梁式压电俘能器,具有更高的压电材料利用率,且应变分布更均匀,输出功率更高。针对这两种结构建立了理论模型并进行了分析。结果表明双端固支梯形梁应变更均匀。另外,针对这两种结构设计了对比试验,测量了输出电压及输出功率。这两种结构均可通过串联提高输出性能,与双端固支矩形梁相比,双端固支梯形梁的一阶固有频率降低,其串联输出电压较矩形梁提高22.9%,输出功率提高34.7%。