纳米晶及非晶镁基贮氢合金薄膜的研究进展

镁基储氢材料是应用前景非常广阔的一类储氢材料,具有储氢量大、环境友好、成本低等优点,而镁基储氢薄膜材料是镁氢薄膜电池的重要基础。本文综述了纳米晶或非晶合金镁基贮氢合金薄膜的制备工艺、电极应用和电化学稳定性等几个方面的国内外研究概况。指出了镁基储氢合金薄膜材料研究目前存在的问题及研究趋势。     

超磁致伸缩致动器建模与控制仿真

设计一种超磁致精密伸缩致动器,对其构造和工作原理进行说明,并完成静态特性试验。通过对静态特性试验结果的分析,寻找到线性度比较理想的工作区间。在此基础上分析并建立所研制致动器的数学模型。为了提高致动器的响应速度和稳态输出,设计PID控制器进行校正,并对连续型和离散型的系统模型分别进行了仿真,得出控制器的控制效果,最后给出试验结果。对仿真结果和试验结果的对比分析,表明了所建立的超磁致伸缩致动器控制模型的有效性。     

Galfenol智能悬臂梁中的频率相关性及其自适应动态控制

利用主振动模态对Galfenol智能悬臂梁进行数学建模,通过对不同频率的悬臂梁位移数据进行研究发现,悬臂梁的模型参数具有频率相关性,频率大于220 Hz时参数的变化较明显。为了克服模型参数的频率相关性,提出一种基于状态观测器的鲁棒性自适应控制算法,通过对模型参数进行自适应识别的方法来改善悬臂梁的控制效果。将该算法与Luenberger观测器进行对比,分别进行数值仿真和试验研究。研究结果表明,自适应观测器可以有效预测悬臂梁的状态变量,所提出的基于死区的参数识别算法,可以抑制悬臂梁高阶模态带来的信号畸变,使模型参数仍收敛于有效值。动态跟踪控制试验表明,驱动频率为100 Hz和500 Hz时,采用相同的初始模型参数仍然可以达到较好的控制效果。     

基于分布参数模型的Galfenol智能悬臂梁动力学建模方法及控制

研制一种基于Galfenol合金的智能悬臂梁结构,同时考虑粘合层对结构动态性能的影响,建立计及粘合层的分布参数动力学模型,该模型以电磁线圈为驱动源,为减小高频磁场造成的涡流损耗,设计一种叠片结构的U形驱动线圈对智能悬臂梁进行驱动,并通过试验对该结构下的动力学模型进行验证;由于分布参数模型状态输出变量与参考电压没有直接耦合,提出一种基于分布参数模型的滑模变结构解耦控制方法,通过对输出变量矩阵解耦可以实现输入与输出的直接耦合,同时针对柔性结构中存在的次谐波扰动,利用Lyapunov函数证明了在非匹配条件下控制系统的稳定条件,并通过仿真试验对结论进行验证,同时,以比例一积分控制作为对比试验,与提出的滑模变结构解耦控制进行对比,通过比较不同频率下的动态跟踪结果,证明了所提出的控制方法不仅解决了复合悬臂梁分布参数模型中的不耦合问题,同时可以有效抑制Galfenol合金的磁滞非线性,使系统可以较好地跟踪外界参考输入.     

磁致伸缩执行器驱动的精密流量阀建模与仿真

提出了一种磁致伸执行器驱动的精密流量阀,该流量阀采用新颖的液压缸比例放大结构以提高磁致伸缩执行器的输出位移。论文针对目前磁致伸缩流量阀建模方法的局限性,通过分析阀的受力模型以及位移-阀口关系,得到电流-流量的数学模型,建立了磁致伸缩流量阀线性模型。最后,利用线性模型设计了流量阀的参数,并进行仿真实验。结果表明,磁致伸缩流量阀系统具有良好的开环特性,响应时间可达1 ms,具有控制精度高、响应速度快的特点。     

多片小尺寸Terfenol-D复合悬臂梁设计与实验

磁致伸缩式复合悬臂梁工作过程中,所粘贴的功能材料层承受张力。当弯曲挠度较大时易导致主动伸缩层断裂。针对这一问题,提出了一种新型的磁致伸缩式复合悬臂梁,采用多片小尺寸Terfenol-D薄片驱动,设计了磁路,并分别设置了提供偏置磁场的偏置线圈和提供驱动磁场的驱动线圈。对悬臂梁的动静态性能进行了测试,实验表明随着驱动频率的增高,悬臂梁磁滞环呈现增大趋势,但在一阶固有频率附近,即受共振影响区域,磁滞环反而会减小。     

基于“三自”管理的机械类大学生创新能力培养模式

针对目前大学生创新能力培养模式的现状和不足,结合本校的特色和现有条件,依托江西省精密驱动与控制重点实验室建设大学生机械创新基地。基地实行学生"自管理、自提高、自组织"的"三自"管理模式,充分发挥学生的积极性和创造力,以学生为主体,以科研训练和科技竞赛为载体,利用重点实验室的优良软硬件资源,开展创新人才培养活动。经过近十年的建设和实践,该培养模式对机械类大学生创新能力培养提供了实践经验。     

Galfenol悬臂梁磁致伸缩式旋转电机设计及有限元分析

针对压电式惯性冲击旋转驱动器在转速和负载方面的不足,利用Galfenol材料作为驱动源,设计了一种Galfenol悬臂梁磁致伸缩式旋转电机。该旋转电机基于惯性冲击的原理工作,在2种不同的锯齿波电信号的驱动下,可以实现双向旋转,具有响应快、转速快、负载能力强等优点。设计了Galfenol悬臂梁磁致伸缩式旋转电机的结构,采用有限元的方法对该电机的主要部分Galfenol悬臂梁,进行了有限元分析。结果表明当质量块的重量为1 N时,Galfenol悬臂梁可以驱动其移动0.05 mm。     

基于Solidworks的超磁致驱动装置设计与建模

介绍了使用SolidWorks进行建模的特点和一般设计过程,并结合超磁致驱动装置的设计运用SolidWorks来进行零件设计、生成装配体、运动仿真及生成二维工程图.在对超磁致驱动装置进行建模的过程中,发现装配中存在的干涉和间隙等问题,进行了及时修改,确保设计更加合理.     

钢管热挤压中的挤压力研究

在热挤压工艺中挤压力是非常重要的参数,目前主要采用估算的方法来获得其数值,且没有针对管状材料的经验公式.在分析了挤压温度、变形速度、磨擦系数及模具角度等工艺参数对钢管热挤压中挤压力影响的基础上提出了适于钢管热挤压的修正计算公式,提高了计算精度.