基于圆弧限位的压电发电装置

提出一种基于圆弧限位压电发电装置来提高发电能力及可靠性。介绍了该装置的结构及工作原理,建立了其机电能量转换模型。通过模拟仿真分析获得了压电振子厚度比（基板与总厚度比）对最小限位圆弧半径及能量、及压电振子厚度和限位圆弧半径对电压及能量的影响规律。结果表明,最小限位圆弧半径随厚度比的增加而线性减小,且存在共同的最佳厚度比（0.35）使不同厚度压电振子的输出电压和能量最大;在最佳厚度比时,输出电压和能量随压电振子厚度增加或限位圆弧半径降低而增加。制作了一组限位圆弧半径不等的发电装置,并进行了相关试验测试。结果表明,压电振子的最大输出电压（变形量）仅与限位圆弧半径有关,故采用最小限位圆弧半径可同时获得最大的发电能力和较高的可靠性。     

盐田铺膜机抛升土部件参数的计算与选择

采用逆转旋耕理论实现对土壤的切削与抛升。在机器工作速度、膜上覆土厚度确定的情况下，根据膜上覆土量计算抛升土部件刀轴的转速，进而建立抛升土壤运动方程。当回土板脊线位于土壤运动轨迹后下方时，可实现土壤输送，从而满足盐田铺膜要求     

磁耦合式压电振动发电机的试验与分析EI北大核心CSCD

为提高环境适应性和可靠性,提出一种基于组合换能器的磁耦合式压电振动发电机,该发电机由纵振的耦合器和横摆的组合换能器构成。建立了组合换能器和磁力的COMSOL有限元模型,并进行了仿真分析,获得了组合换能器簧片长度比、厚度比及磁铁间距对发电机输出性能的影响。在此基础上,选取较佳的结构参数(长度比为0.57、厚度比为2),设计制作了样机并进行了试验测试,获得了激励磁铁和受激磁铁间横向距离L_(x)、纵向距离L_(y)、竖向距离L_(z)及负载电阻对发电机输出性能的影响规律。结果表明:激励频率f<20 Hz时,存在两个较佳谐振频率(由小到大分别记为f_(n1)和f_(n2)),使输出电压出现峰值。谐振频率及其所对应的电压峰值均随L_(x),L_(y)及L_(z)的变化而变化,故合理选择激励磁铁和受激磁铁间距可降低f_(n1)、提高f_(n2)及增大输出电压,有效提高发电机的带宽和环境适应性。存在最佳负载电阻使发电机输出功率达到最大,f=11 Hz,R=540 kΩ时所获得的最大输出功率达0.19 mW。     

测量不确定度在链条疲劳性能试验中的应用

测量不确定度的大小决定了测试结果的可信程度。对于不同产品和测试方法，影响测量不确定度的因素以及不确定度的计算方法不同。本文作者首次在链条疲劳性能试验中引入了不确定度，通过大量的试验测试找出了影响不确定度的主要因素。在此基础上，推导出了计算链条疲劳性能不确定度的理论公式，给出了不确定度在报告中的表述方法，讨论了不确定度对测量结果的影响。     

一种新型压电式无线发射装置

通过对压电陶瓷的机电能量转换机理和电能存储特性的研究,设计制作了一种压电发电装置和相应的能量转换及存储电路。在此基础上设计了一种新型压电式自供电无线发射装置,并对该系统进行了试验测试。这种压电式自供电无线发射装置结构简单、不发热、无污染、无电磁干扰、易于加工制作和实现结构上的小型化、集成化,可为各种便携式微小型电子产品和无源传感、监测系统的电源选用提供新的参考依据。     

磁场作用下磁流变液拉伸行为归一化方法研究

研究了磁流变液在大范围磁场强度下的拉伸行为,并将其分为4种类型,提出了归一化的拉伸应力和归一化的磁场强度。结果显示,通过对拉伸应力和磁场强度的归一化处理,清楚地显示了不同磁场强度下的应力-应变曲线类型,可以利用下降的磁场效应和加强的结构效应来估算和比较磁流变液在不同磁场强度下的拉伸行为。根据拉伸行为的改变,发现拉伸屈服应力与磁场强度的关系指数随着磁场强度的增加而增大。     

压电单晶梁发电机的能量效率

压电发电装置的能量转换效率主要取决于其结构形式、几何参数及材料性能等.为提高压电发电机的机电能量转换效率及其发电能力,利用欧拉一伯努利方法建立了发电装置的能量转换模型,研究了结构及参数等对压电发电机能量转换效率及发电能力的影响规律.结果表明,存在最佳厚度比(基板/总厚)可使发电机获得最大的能量转换效率和发电量;随杨氏模量比(基板/陶瓷)的增加,最佳厚度比降低,但效率提高.钼、铝基板发电机的最佳厚度比和效率分别为(O.4,2.74%)和(O.7,2.25%).此外,压电发电机的发电能力还与激励方式有关,恒力激励时存在的最佳杨氏模量比使产生的电量最多,恒位移激励时产生的电量随杨氏模量比的增加而增加.因此,设计时应根据激励方式确定基板的材料及合理的厚度比.     

轴系超声波悬浮支撑技术研究

飞轮转速直接影响到飞轮储能系统的储能效率及工作性能,传统轴承摩擦系数大且极限转速较低,制约了飞轮储能系统的发展及应用,悬浮支撑技术为其理想解决方法。超声波悬浮支撑技术利用超声换能器高频振动能在振动表面与轴之间形成一定的悬浮间隙,有效降低摩擦系数,减小摩擦阻力矩,提高轴的转速。通过设计的实验装置,对轴系超声波悬浮支撑间隙进行测试,当悬浮间隙大于两接触表面粗糙度总和时,轴被悬浮起来,压电换能器驱动信号频率为21.34KHz,驱动电压由100V增加到220V,平均悬浮间隙从12.49μm增加到52.97μm。     

直激式压电风能捕获器的性能分析与实验

提出一种由压电梁及其端部附加质量构成的直激式压电风能捕获器。在考虑了压电振子静平衡变形的基础上,根据涡激振动理论建立了柔性压电振子的自激振动理论模型并进行了仿真分析,获得了压电梁厚度比、附加质量及风速对其发电性能的影响规律。结果表明,存在最佳的压电梁厚度比使输出电压、电能及功率最大,电压/电能/功率所对应的最佳厚度比分别为0.5/0.65/0.65。其它参数确定时,存在最佳风速/附加质量使输出电压最大,且最佳风速随附加质量增加而降低、最佳质量随风速增加而降低。制作了风能捕获器样机并进行了试验测试,风速为4.8/7.2/10m/s时,对应的最佳附加质量及最大电压分别为15/11/7g和1.9/3.94/6.18V;风速为10m/s时,10g附加质量下的输出电压为0/20g附加质量下的4.1/1.2倍。结果证明根据实际风速范围确定合理的附加质量可提高发电能力。     

应用自适应Morlet小波和NGA优化SVM的轴承故障诊断

小波和小生境遗传算法（niche genetic algorithm,简称NGA)优化支持向量机（support vector machine,简称SVM)实现滚动轴承故障诊断的新方法。首先,采用自适应Morlet小波方法提取出最佳尺度附近的3个信号分量作为特征信号,分别计算它们的Shannon能量熵值作为特征量得到样本集,作为SVM的输入向量,并用样本集训练1-v-r SVM;然后,再构造一种新的核函数,并用NGA在SVM训练过程中对核函数参数进行优化,提高SVM学习机器的分类性能;最后,将本研究方法用于对含有较强噪声的实际滚动轴承的内圈、外圈、滚珠故障样本进行了分类识别。结果表明,该方法具有较好的抗噪和分类能力,验证了其有效性和可行性。