六杆柔顺机构的伪刚体模型

设计了一种六杆柔顺机构,建立了该机构的伪刚体模型,伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成.根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析,推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力-位移关系的一般理论计算公式,进而得到该机构实例的分析结果.用ANSYS软件对该设计实例进行了力-位移关系的有限元仿真分析,同时加工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量.对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较,三种方法所得结果基本一致,表明了理论公式的推导与分析是正确的,仿真建模分析也是正确的,并且该实例的设计是可行的,达到了设计目的.     

六杆柔顺机构的伪刚体模型

设计了一种六杆柔顺机构,建立了该机构的伪刚体模型,伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成.根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析,推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力-位移关系的一般理论计算公式,进而得到该机构实例的分析结果.用ANSYS软件对该设计实例进行了力-位移关系的有限元仿真分析,同时加工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量.对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较,三种方法所得结果基本一致,表明了理论公式的推导与分析是正确的,仿真建模分析也是正确的,并且该实例的设计是可行的,达到了设计目的.     

柔顺杆大变形分析的A-T-S方法

柔顺机构是一种新型机构,其中杆状柔顺机构占据了很大的比重。对大变形杆状柔顺机构的设计和分析,关系到整个柔顺机构的设计成功率。将链式算法和二分法应用于柔顺杆分析中,依据角度等量递变原则对柔顺杆进行分段,每一段的相对转角相等而长度不等,运用一个刚杆和一个扭簧连接来近似替代此小段,进而依据力的平移定理推出了相邻两段之间的长度关系,据此计算传统柔顺杆各部分受力后的变形、位移、转角,并根据所得结果推导出柔顺杆各部分应变能分布情况,从而为柔顺杆大变形分析提供了一种新的方法。经过与传统椭圆积分进行对比,验证了此方法的可行性。     

菱形微位移压电作动器的输入输出线性建模

针对某定位装置的位移输出问题,研究了一种新型菱形微位移压电作动器,该压电作动器包括压电陶瓷、菱形微位移放大机构以及柔性铰链部分。对菱形微位移放大机构的放大系数进行了分析,发现该放大机构具有把压电堆的原始位移输出从30μm放大到100μm的能力,放大倍数与菱形环自身夹角θ有关,并且在压电堆输出范围内为比例放大,这些结果可以为更大放大系数的菱形环设计提供依据。建立了该菱形微位移压电作动器输入输出关系的理论线性模型,并将线性模型的模拟结果与实验结果进行了对比,证明该压电作动器线性模型具有较好的精度,能比较准确地反映微位移压电作动器的输入输出关系。     

基于柔顺机构的风力机叶片变弯度前缘结构设计

为实现风力发电机叶片的自适应变形及结构轻量化,叶片前缘采用柔顺机构设计。以实际位移与目标位移差值及最大应力为约束,以材料用量最小为目标,采用变密度法对柔顺机构进行拓扑优化设计。以双程形状记忆合金丝作为驱动器驱动前缘柔顺机构自适应变形。研究结果验证了柔顺机构及拓扑优化结果的可靠性,为大型风力发电机叶片柔顺机构的设计提供了借鉴;同时也验证了双程形状记忆合金丝作为智能驱动器具有工程发展应用的前景。     

基于密度等高线法的柔顺机构轮廓提取算法

利用连续的密度函数逼近柔顺机构拓扑优化结果,采用共轭梯度法优化密度误差,对不同等高线对应的机构轮廓进行分析,得到柔顺机构输出位移误差,用插值法获得最小误差值及其对应的等高线值.数值分析结果表明,轮廓提取后机构的输出位移误差得到较大改善,但轮廓的光滑性与加工要求之间仍然存在一定距离.     

平行杆系机构的设计和应用研究

分析了几种典型平行杆系机构的结构特性，对各平行杆系机构进行了位移、速度、受力分析，总结了平行杆系机构位移和速度缩放特性、平移特性及杆系可伸缩性，研究了平行杆系机构在工程实践中的应用。     

一种多杆变胞机构水果采摘器的设计

设计了一种辅助人工采摘的小型机械装置,主要用于中小型水果的采摘,该多杆采摘器可用于各种地形,机械结构轻巧、操作简单、省力、可靠性强。该多杆采摘器较好的利用了间歇机构的间歇运动来控制滑杆摇杆机构中滑杆的位移,滑杆摇杆机构的运动带动多杆变胞机构的运动,从而控制整个执行部分的张开和闭合。多杆变胞机构保护执行部分中的连杆,克服了因平行四杆机构组成的执行部分调整性能差,而导致连杆容易折弯或折断的缺点。     

柔顺铰链连杆机构的位移计算

针对柔顺机构柔性构件的特点,研究了非迭代的一步计算方法在柔顺铰链连杆机构的应用问题,利用线性方法分析了柔顺铰链连杆机构位移,导出了正确的公式,给出了一个算例．     

柔顺铰链连杆机构的位移计算

针对柔顺机构柔性构件的特点,研究了非迭代的一步计算方法在柔顺铰链连杆机构的应用问题,利用线性方法分析了柔顺铰链连杆机构位移,导出了正确的公式,给出了一个算例．     

以柔顺机构作位移放大器的拓扑优化设计

针对微定位技术中压电驱动器的形变放大问题 ,利用有限元方法和连续体的拓扑优化方法 ,以位移放大比为优化目标设计出一种无铰接的柔顺位移放大器 .通过把优化目标由位移之比形式转化为能量之比形式建立了优化的数学模型 ,并运用准则法作迭代求解 .而且 ,通过过滤算法避免了棋盘格现象 .     

铜-压电陶瓷复合型驱动器的制备及特性

将开有空腔的黄铜片与压电陶瓷通过导电胶粘合并固化获得了一种具有大位移量和一定负载能力的铜一压电陶瓷复合型驱动器,实验得到的压电常数d33超过2000pC／N、本文系统分析了该驱动器的压电性能和位移特性;讨论了驱动器几何尺寸对驱动性能的影响,结果表明：位于金属顶盖和压电陶瓷之间的空腔可以将压电陶瓷片的径向位移转换成整个结构的轴向位移并将之放大;随着铜片厚度的降低,驱动器的谐振频率明显下降,轴向位移则明显增加。     

一种新型压电舵机的设计

设计了一种由两组独立的压电角位移执行机构组成的基于压电致动器的新型电动舵机.压电致动器产生的位移经过杠杆机构放大以后转换为舵偏角的输出.推导了压电舵机的数学模型,在此基础上讨论了影响压电舵机性能的因素,并通过实验加以论证.研究结果表明所设计的压电舵机具有结构紧凑、体积小、质量功率比高、价格低、响应速度快等优点,适用于小型旋转制导弹药.     

压电执行器位移自感知方法研究

在压电执行器闭环控制系统中,需要位移传感器提供位移反馈量．为了省略位移传感器,提出一种利用电子电路使压电执行器自感知其自身位移的方法．根据压电电荷几乎与位移成正比的特点,用电子电路获得驱动电荷,从电荷换算位移．提出了对压电执行器采取电压驱动和获取电荷为一体的复合驱动方法,高压运放输出作为高压驱动电源,电流积分器获得压电电荷．实验测量了带载和空载下压电双晶片和压电叠堆的自由位移,通过涡流位移传感器标定得到,双晶片位移自感知误差小于3．61％,叠堆位移自感知误差小于1．81％,实验测量了压电叠堆带载情况下的输出位移,结果表明可以用于带载位移自感知。     

用压电薄膜对弹性连杆机构的振动响应控制研究

提出一种利用压电薄膜片对弹性连杆机构的动力响应主动控制方法,推导了粘结压电材料后机构的有限元方程。应用模态控制理论对弹性连杆机构振动主动控制问题的原理和策略进行研究,给出了相应最优控制律。在此基础上研究了采用比例微分控制器达到模态最优控制的效果时,其增益参数的确定方法。     

基于积分器的压电陶瓷自感知执行器研究

拟用压电陶瓷执行器自感知位移，省去外部传感器．从基本压电方程出发，推导出压电陶瓷执行器晶片上自由电荷中包含的执行器位移信息，进而提出了一种基于积分器电路的压电陶瓷执行器位移自感知方法．对压电陶瓷叠堆执行器设计了电压驱动电路，同时设计了获取自由电荷的积分器电路．基于此复合电路，执行器在执行的同时，可以感知其自身的位移．该方法使得自感知电路的调节和感知信号的获取变得容易，克服了电桥法自感知电路阻抗不易匹配的不足．实验结果表明，在不同的驱动电压波形、不同的驱动电压频率下，基于积分器的压电陶瓷自感知执行器均能够很好地获取执行器的位移信号．     

可压缩气体合成喷射流数值模拟

为了更深入地研究合成喷射流性能与激励器结构参数的关系,在考虑气体可压缩性质的条件下,对合成喷射流进行了理论分析,得出了合成喷射流性能与激励器结构参数的函数关系式,并采用动边界条件模拟实际压电膜的振动,对合成喷外部射流场和激励器腔体内部射流场进行了联合数值模拟.计算结果与已有的实验结果及理论分析结果吻合较好,验证了该数值模拟方法的可行性.     

电控喷油器压电堆执行器位移波动及其控制技术

压电堆执行器的位移影响着喷油器的针阀开闭性能,通过试验发现压电堆执行器的位移波动位置,分析了引起位移波动的因素.运用ABAQUS有限元软件建立了压电堆执行器的仿真模型,分析了压电堆执行器在不同时间下的位移变化,说明了压电元件的惯性是压电堆执行器在膨胀和收缩阶段产生位移波动的原因,提出了液压吸振和电压优化的方法减小压电堆执行器的位移波动.测试试验结果表明选择合适的耦合腔容积只能一定程度上减少位移波动,梯形电流控制方法可明显减小位移波动.      

书本式分布作动器及可控约束阻尼层结构控制的实验研究

利用压电材料的逆压电效应,研制了一种新型压电作动器———书本式分布作动器,讨论了作动器的附加位置,采用比例反馈进行了主动控制试验,通过试验给出了单位电压的控制效果与书本式分布作动器的压电片层数的关系．研究结果表明,书本式分布作动器是一种能在较低驱动电压下产生较大作动力的作动器,它和约束阻尼层结合构成的可控约束阻尼层主被动一体化控制技术对于薄壁结构振动的抑制效果显著,有着较好的工程应用前景     

重复使用火箭栅格舵传动机构动态特性实验研究

为了研究栅格舵传动机构的动态特性, 搭建栅格舵传动机构的实验装置, 设计位置特性、瞬态特性和频率特性3种实验方案, 通过位移传感器, 测量伺服活塞杆的线位移和舵轴转动的角位移时域信号。分析位置特性实验线位移信号突变和瞬态特性实验角位移信号震荡现象的成因, 进行低、中、高3个频率的小转角频率特性实验, 并对频率特性实验中出现的角位移信号滞后现象进行定量分析, 判断出传动机构动态特性的重要影响因素是运动副间隙, 并初步提出其影响机理, 为进一步的动力学分析和优化设计提供良好的研究对象和实验基础。