基于PZT-Si的微机电系统微驱动器的设计与仿真分析

设计了一种基于PZT和Si的蟹爪型MEMS微驱动器,具有结构简单、响应速度快、输出位移大的特点。为了进一步优化结构、提高使用寿命,根据微驱动器的结构特征,建立了直流电压下PZT蟹爪梁的的力-电耦合数学模型,得到了驱动电压与变形量的关系曲线。采用数值模拟方法开展了压电层材料、厚度等参数对微驱动器驱动性能的影响研究,研究表明:相对于压电层厚度和输入电压的影响,压电材料性能是系统稳定性的主要影响因素。以弹性柔顺系数相对较低的"硬陶瓷"PZT-4作为压电层时,微驱动器的稳定性增强但驱动响应有所降低;而当选用弹性柔顺系数相对较大的"软陶瓷"PZT-5和PZT-5H作为压电层时,微驱动器的驱动效应增强而稳定性降低。在此基础上,对微驱动器的结构参数进行了优化分析,确定了蟹爪梁结构参数的最优组合,为微驱动器的设计和改进提供了理论指导。     

压电智能驱动器力学模型的建立及数值模拟

基于PZT逆压电效应和结构动力学波动原理,建立粘贴式PZT驱动器与主体结构耦合简化力学模型及数学模型;考虑粘结层阻尼效应,建立PZT驱动方程并求解输出力表达式,确定驱动器力学与电学特性的对应关系;通过胶层材料特性、传递的切应力及其厚度变化对PZT驱动性能的影响进行算例分析,拟合出胶层传递剪切力与胶层厚度关系曲线,证明了运用所建立的驱动模型能有效地模拟检测PZT的逆压电规律,可为利用压电智能驱动器控制工程结构检测提供理论依据.     

压电陶瓷驱动梁的变形分析及试验研究

利用逆压电效应可以研制各种驱动器．将片状的压电陶瓷(PZT)作为驱动器，对称地粘贴到梁的上下表面，在极性相反的外部电场的作用下，使驱动构件发生弯曲变形．在推导了粘贴有PZT压电驱动片梁的弯曲应变分布表达式的基础上，通过分析驱动片的纵横应变分布，提出了用横向定向加固的方法使压电陶瓷驱动元件表现出明显的正交异性，从而提高了压电驱动的效率，最后通过实验进行了对比验证．     

溶胶-凝胶法制作PZT薄膜微驱动器的工艺研究

使用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了PZT压电薄膜,利用PZT的压电效应制作以PZT薄膜为驱动的无阀型微驱动器.针对微驱动器的关键结构驱动膜,探索了多层驱动膜的制备方法及PZT薄膜的刻蚀工艺.采用Si/SiO2/Ti/Pt/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构,解决了PZT薄膜制备中存在附着力、抗疲劳等问题,利用BHF/HNO3溶液实现了PZT薄膜刻蚀技术的半导体工艺化.同时详细探讨了微机械加工(MEMS)中温度及溶液浓度对腐蚀工艺的重要影响,给出了硅各向异性腐蚀的最佳化工艺条件.通过以上方法成功地解决了集成制作的无阀型微驱动器的关键工艺问题,降低了器件的复杂性.采用以上工艺得到的驱动器硅杯面积大、均匀、平坦,而且在无阀型微驱动器整体设计中没有可以移动的机械部分,所以微驱动器的寿命也得到了提高.     

基于LabVIEW的压电陶瓷相移器控制系统

压电陶瓷(PZT)作为微位移的执行装置,在光学测量方面得到广泛的应用.运用虚拟仪器软件设计的压电陶瓷相移器驱动、校正与位移精度控制系统,准确方便地实现了对压电陶瓷相移器的控制.通过LabVIEW编写的程序采集数据对PZT的位移量进行分析和计算,提出一种测量PZT驱动电压与位移曲线的新方法.通过Lab-VIEW控制数据采集卡的输出电压来控制PZT的驱动,位移精度可以达到纳米(nm)量级.     

考虑非等长应变的磁电层合材料低频磁电响应特性

本文提出了一种考虑非等长应变的磁电层合材料低频磁电响应模型.该模型以剪切应力传递应变为基础,采用应力函数法分析了磁致伸缩层、压电层的应力和应变,利用粘接处的应变相等,求出了开路状态下磁电层合材料L-T模式的低频磁电响应特性.该模型能研究磁致伸缩材料的柔顺系数、压磁系数、层合比、压电材料的机电耦合系数、压电系数等参数对磁电电压系数的影响,并与等效电路法、两种考虑退磁场的等效电路法以及实验结果进行了对比研究.针对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D的研究结果表明:理论结果与实验结果误差为5.42%,与其他方法相比,本文的结果与实验结果吻合得更好.     

电压和压力载荷下圆形薄膜压电驱动器形变分析

薄膜压电驱动器驱动均匀气体压力载荷时具有不同的形变特征.根据基尔霍夫薄板原理,采用最小能量法和里兹法建立了圆形薄膜压电驱动器耦合均匀压力载荷条件下的静态形变模型.分别在电压驱动、压力驱动以及电压与压力共同驱动条件下,实验测试了驱动器的形变特征,并与计算模型对比,发现最大相对误差在9.3%以内,验证了模型的可靠性.基于建立的形变模型,分别讨论了驱动器压电层与弹性基层的半径比和厚度比对驱动器形变的影响,分析了均匀压力载荷条件下驱动器的形变特性.结果表明,薄膜压电驱动器存在最佳的半径比和最佳的厚度比,并且在均匀压力载荷下,驱动器半径比低于0.71时会明显导致驱动器的边缘处出现反向形变,不利于驱动.     

基于单片机控制的压电陶瓷变压器驱动电源

以单片机及其控制电路为基础,设计了压电陶瓷变压器驱动电源,该电源为压电陶瓷变压器提供特定的振荡信号,根据压电陶瓷变压器的输出信号,适时调整输入频率,使其与压电陶瓷谐振频率一致,最大限度地保持了压电陶瓷的升压比,保证了压电陶瓷变压器的最大输出。实验数据表明,利用该驱动电源控制的压电陶瓷变压器,具有响应速度快,稳定性好,结构简单,调试方便,造价低廉,实用性强等特点,适用于压电陶瓷驱动器。     

压电智能传感器力学模型的建立及数值模拟

以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅,简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象,从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发,采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式,建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型,得到考虑多参数影响的电荷表达式.考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用,建立了胶层阻尼效应影响的传感模型,并求得压电传感器的电压表达式.数值模拟结果表明:在PZT传感模型中,利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号,而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关.通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化,并与数值分析结果进行对比,证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律.     

具损伤压电层合微梁的坍塌特性研究

以压电层合微梁为研究对象,基于连续介质力学理论和Euler-Bernoulli梁理论,在考虑其尺寸效应和损伤效应的情况下,推导了具损伤压电层合微梁的非线性动力控制方程.采用伽辽金法和龙格库塔法进行求解,分析了多种参数对微梁结构坍塌特性的影响.结果表明,考虑几何非线性项使得损伤微梁具有更高的坍塌阈值电压;控制电压、微梁长度等参数的变化均对损伤微梁的坍塌阈值电压造成影响.最后,采用有限元软件进行仿真模拟计算,验证了理论计算结果的合理性.本文所得结论对微机电系统压电层合微梁结构的设计具有理论指导意义.     

标准化视角下智慧城市建设面临的问题及发展路径

城市化不可逆转背景下,智慧城市作为城市发展的未来受到广泛关注和大力推进.在此过程中出现了众多因"智有余而慧不足"所造成的技术堆积、以作用代需求、资源浪费和重复建设、城市运转内耗等问题.文章在剖析智慧城市本质及核心要义的基础上,提出智慧城市建设思路,强调尊重城市资源禀赋、关注互联互通及协调共享、基于公众感知定义智慧城市发展方向,并对借助标准化的力量推动智慧城市进程给出了建议.     

从《奥兰多》看伍尔夫的“双性共体”观

弗吉尼亚·伍尔夫富有创意的幻想小说<奥兰多>(1928)一度引起后世女权主义者的重视.在身兼两性的主人公奥兰多身上,寄托了伍尔夫对于性别的思考:在那些比较敏感的艺术型人物身上,男性气质和女性气质交织在一起,两性的相融才是创造出优秀作品的重要原因.本文通过奥兰多性别转变的象征意义、转变后在两性间的摇摆以及转变前后的异同三个角度,剖析伍尔夫是如何通过奥兰多的心理嬗变来形象地表现她的双性共体思想的.     

维药神香草总黄酮对卵清白蛋白致大鼠哮喘模型气道炎症的影响

 通过观察哮喘大鼠肺组织病理学改变、测定支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞总数、淋巴细胞（Ly）、嗜酸性粒细胞（Eos）、中性粒细胞（Neu）的百分比以及肺组织和BALF中的转化生长因子-β1（TGF-β1）,以探讨神香草总黄酮对哮喘大鼠气道炎症的影响,阐明维药神香草总黄酮抗哮喘的部分作用机制。试验中将大鼠随机分为正常对照组、哮喘模型组、氨茶碱阳性对照组、神香草总黄酮高、中、低剂量治疗组。采用卵清白蛋白（OVA）、氢氧化铝及百白破疫苗联合致敏和OVA生理盐水雾化激发的方法制备哮喘模型。测定BALF中细胞总数、Ly、Eos、Neu的百分比;采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法检测肺组织及BALF中TGF-β1水平。结果显示,与模型组相比,各治疗组中,大鼠BALF中细胞总数、Ly、Eos、Neu的百分比、TGF-β1水平及肺组织中的TGF-β1水平均明显下降,差异有统计学意义（P<0.05）;神香草总黄酮各剂量组之间相互比较,BALF及肺组织中的以上指标差异均有统计学意义（P<0.05）,呈剂量依赖性趋势。由此推测,维药神香草总黄酮可能通过抑制Ly、Eos、Neu等炎症细胞及细胞因子TGF-β1的分泌,减轻或改善哮喘的气道炎症。     

固体酸催化剂和载体上芳烃的选择性硝化

硝化研究的重要意义之一是探索更具选择性的方法。该文讨论了应用同体酸催化剂和载体，在醋酐存在下，采用硝酸盐和载体硝酸盐硝化甲苯和氯苯的选择性．8种金属硝酸盐中，硝酸铜表现好的硝化特性。层状粘士较沸石分子筛、杂多酸盐等是颇具前景的芳烃选择性硝化催化剂和载体．四氯化碳和甲苯为较好的溶剂介质．阻此条件，甲苯和氯苯的划邻硝化产物比例分为1.2和5.6，较之硝硫混酸的结果（甲苯0.6，氯苯1.8）．其对位硝化能力显著提高。     

过度训练对大鼠心肌线粒体膜和基质游离钙的影响

采用模拟过度训练大鼠模型，观察了大鼠心肌线粒体的MDA、巯基（-SH）、还原型谷胱苷肽（GSH）、磷脂A2（PLA2）、游离钙（Fca2＋）等指标，结果表明：过度训练组大鼠心肌线粒体与对照组相比，-SH含量和GSH含量显著降低（P〈0．01），PLA2活性显著增加（P〈0．01）；MDA、Fca2＋含量明显升高（P〈0．01）．本文根据以上结果探讨了运动时机体产生的活性氧的氧化过程与过度训练后心肌线粒体膜结构变化以及游离钙之间的关系，提出过度训练后PLA2活性增加可能是其发生机制的关键指标，通过对这一指标的进一步观察能更好地了解过度训练发生的分子机制。     

基于多任务CNN的人脸活体多属性检测

人脸的活体检测是人脸识别系统的安全性保证,传统交互式活体状态识别中通常先进行关键点检测,再进行人脸活体状态判断,无法利用活体属性之间关联性同时进行多种活体属性检测。基于多任务卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提出了一种直接从输入人脸中同时判断人脸的眼睛睁闭状态、嘴巴的张闭状态、头部点头状态和摇头中左右侧脸状态四个任务的活体检测方法。该方法利用多层CNN强大的特征提取能力、多任务的并行能力和四个任务中的关联性,直接提取人脸照片中的特征信息,判断人脸多个活体属性。实际应用结果表明,这种基于多任务CNN方法的准确率在四个任务中均可达95%以上,甚至达到98%以上,无论检测的准确率还是同时检测多个任务的能力均明显优于传统的人脸活体属性检测方法。     

评《师说》两种英译本

本文从原文语体风格的处理、原文理解和词汇概念表达上的准确性以及句章翻译的灵活性及其衔接与连贯三个方面对唐代著名散文《师说》的两种英译本做了对比研究 ,并提出杨宪益夫妇的译文要比谢百魁的更地道、更能为读者所接受     

超小口径元件光谱参数检测设备改进

为实现超小光学元件(直径小于φ15 mm)光谱参数的检测,在现有商用分光光度计的基础上,对设备进行了改进完善,通过在测试光路和参考光路增加衰减比相匹配的缩束小孔,成功实现了检测光束的缩束。实验结果表明:改进后的设备基线平直度不大于!0.001 A,标准元件检测结果与标定值偏差不超过0.05%。     

城市化对哺乳动物丰富度影响的研究——以长三角城市群为例

以不透水面占比作为城市化强度(UI)的定量指标, 采用全球哺乳动物丰富度网格数据集, 结合气候因素和生境特点, 研究我国长三角城市群哺乳动物丰富度沿城乡梯度的空间分布格局。通过对比长三角城市群及其所处自然地理区(华东)哺乳动物丰富度的分布格局和驱动因素, 分析城市化和背景气候的贡献。结果表明: 1) 哺乳动物丰富度沿城乡梯度均呈水平“S”型分布; 2) 在背景自然地理区域, 气候因素(如年平均降水和最冷月最低温等)对丰富度分布起主导作用(R²=88.2%); 3) UI在华东地区与丰富度负相关, 在长三角城市群则弱正相关(P<0.001), 林地对丰富度存在正面影响, 耕地存在负面影响。因此, 城市化对哺乳动物丰富度影响在城市群尺度更为明显, 应更多关注如何区分城市化和背景气候对生物多样性的影响。     

一个新四维光滑四翼超混沌系统及电路实现

利用非线性状态反馈控制法,提出了一个新的具有较大正Lyapunov指数的四维光滑自治超混沌系统。该系统具有大范围的四翼超混沌区域。讨论了系统平衡点的稳定性。通过Lyapunov指数、分岔图及Poincaré截面分析了系统的动力学行为,并用相图展示了四翼混沌吸引子和几种不同形状的四翼超混沌吸引子。随着参数的不同,该系统还可以历经拟周期和周期状态。最后给出了典型超混沌吸引子的电路实现。