叶片锤垂直振动法测定液体黏度的试验研究

以叶片锤为振子,研究弹簧振子在被测液体中作阻尼振动时,各振动周期内最大振动速度对数衰减率与被测液体黏度之间的关系。推导叶片锤垂直振动法测量液体黏度的黏度系数计算公式,设计叶片锤弹簧振子测试装置的基本结构,给出振动信号的提取方法,并利用该装置进行液体黏度的测试试验。研究结果表明:所推导的计算公式以多周期平均振动对数衰减率为特征参数,可以快速求得被测液体黏度,从而给出叶片锤垂直振动法进行液体黏度测量的理论依据;所得出的测试方法可以应用于液体的黏度测试,具有方法便捷、装置简单、成本低廉、测试结果可靠和能够连续测试等优点。     

交叉线圈式磁致伸缩导波传感器结构参数优化

为了使交叉线圈式磁致伸缩扭转导波传感器中高饱和磁致伸缩带的振动通过耦合剂和环形线圈传递到待测构件,优化其结构参数以提高传感器的耦合效率,基于交叉线圈式磁致伸缩扭转导波传感器的传感原理,针对环形线圈线径和覆盖率这两个结构参数,从振动耦合机制出发分析了环形线圈结构参数对能量耦合的影响,提出了一种用于环形线圈结构参数设计的优化方法,最后通过实验验证了该优化方法的可行性.将通过该方法优化后的最佳线圈线径和最佳覆盖率运用到传感器中,传感器换能效率提高了28%.     

考虑温变时超磁致伸缩微致动器的动力学分析

建立了考虑温度变化时的超磁致伸缩微致动器的动态振动微分方程,得到了微致动器振动响应的非共振解析解.在已知磁化强度情况下,讨论了温度和预应力对振动响应的影响,并得到了位移响应随温度变化的系数;解出由于超磁致伸缩材料非线性而产生的亚谐共振解,讨论了温度对共振因子的影响.仿真结果表明,超磁致伸缩材料的磁-力-热耦合非线性对微...     

基于磁致伸缩效应的液体密度在线测量方法

在分析磁致伸缩液位传感器工作原理基础上，针对磁致伸缩液位计不能进行密度测量的问题，提出多浮子相对位移测量法，在磁致伸缩液位计上实现了液体密度的在线高精度测量。同时分析了被测介质密度的变化对液位测量精度的影响，给出了液位测量的密度校正方法，进一步提高了磁致伸缩液位传感器的液位测量精度。     

高温高压振动丝黏度仪的研制

在振动丝技术的基础上,设计和制造出一种黏度仪,其工作原理是将截面为圆形的振动丝浸在待测液体中,然后让振动丝进行垂直于中心轴线的横向振动,从而测定流体的黏度和密度,写出了相应的工作方程,并对振动丝黏度仪的设计和操作过程进行了描述.振动丝黏度仪主要包括振动丝传感器、温度控制系统、压力控制系统和信号调节系统.确定了仪器的操作参数,测定了正己烷在298.15~403.15K、0.10MPa和5.1MPa两个压力条件下的黏度和密度.比较实验数据和文献数据可知,本仪器测量密度时测量误差小于±0.50/0,测量黏度时的测量精度为±0.50/0,测量误差在±2.00/0以内.目前该仪器已经用于高温高压液体黏度和密度的测定.     

差分共振声谱法测量岩石声学参数方法研究

给出了一种测量岩石声学属性的新方法——差分共振声谱法。该方法的原理是通过测量待测岩石样本对共振腔共振频率的扰动来计算待测岩石样本的声学参数。首先详细介绍了差分共振声谱法的基本理论,然后用COMSOL有限元模拟软件对18个已知参数的岩石样本的共振进行了正演模拟,进而用模拟结果进行反演计算,得到了比较好的结果。     

小型化活塞式黏度在线测量方法

针对井下输油管道内原油黏度的在线测量问题,提出了一种小型化活塞式黏度测量方法.采用永磁活塞,在小型测量腔内的被测液体中,被线圈电磁力驱动而进行直线式往复运动;搭配专用电路系统及传感模块,基于电磁感应效应,通过检测叠加在线圈驱动电压中的电磁感应信号,获取活塞的往复运行时间,从而推算液体黏度.黏度测头主要由壳体、线圈和永磁活塞构成,结构简单,易于实现小型化;电路模块主要由线圈控制电路、感应信号检测电路及通信部分组成,结合上位机处理程序,可实现感应信号的高精度采集、处理及测量.通过实验研究,分析了驱动信号周期与系统稳定性之间的关系,并进行了测量系统标定,建立了"黏度-时间"数学模型.最终,通过与高精度黏度计测量结果进行比对,验证了该测量方法的有效性.     

非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁致伸缩系数的测量

采用自制磁致伸缩测量系统,测量了非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的磁致伸缩系数.此测量系统的优点是性能稳定,精确度高(其灵敏度可达0.3×10-7),并且可以连续测量,直至得到饱和磁致伸缩系数λs和磁致伸缩曲线.     

取向多晶Fe-Ga合金结构与磁致伸缩应变研究

采用定向凝固的方法实验研究了取向多晶Fe-Ga合金的磁致伸缩性能.发现〈110〉轴向取向的Fe-Ga合金具有较大的磁致伸缩应变.在零预压力下,其饱和磁致伸缩应变λs为188×10-6;在20 MPa预压力下,λs可以达到286×10,具有明显的压力效应.还观察到在大的预压力(＞15 MPa)作用下,在低磁场范围出现负磁致伸缩应变现象.     

超磁致伸缩材料的特性参数测量

超磁致伸缩材料（GMM）是一种新型的功能材料,其磁致伸缩系数与磁场强度、温度、压力等有关。以超磁致伸缩高速响应电磁阀的研究为背景,介绍超磁致伸缩材料特性参数的测量方法,及适用于超磁致伸缩材料特性参数测量的测试装置。     

超磁致伸缩材料的特性参数测量

超磁致伸缩材料（GMM）是一种新型的功能材料,其磁致伸缩系数与磁场强度、温度、压力等有关。以超磁致伸缩高速响应电磁阀的研究为背景,介绍超磁致伸缩材料特性参数的测量方法,及适用于超磁致伸缩材料特性参数测量的测试装置。     

超声波精密切削基本特性的研究

在论述超声波振动切削特点的基础上，指出国内目前所使用的磁致伸缩换能器存在的问题，从而提出用新型电致伸缩超声波车削装置代替现有的磁致伸缩超声波车削装置进行精密切削的新方法。并用新型超声波车削装置进行了较系统的试验研究，得出超声波精密切削的基本特性．     

超磁致伸缩换能器的声辐射特性

对超磁致伸缩大功率换能器的声辐射振动特性进行了理论分析与实验研究,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统·以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型·对指数形变幅杆的设计进行了理论分析和讨论,着重计算与设计了相关的振速分布、应力分布、振幅放大系数及节面位置等参数,测试中发现超磁致伸缩换能器频率范围较宽·试验得到了影响换能器发射声波主频率和最大振幅的若干参数·提高换能器的电声转换效率,增大换能器的发射功率的有效途径是选择合理辐射面质量和配重质量之间的比值,使能量流向辐射面一侧·所得结果可以为进一步优化超磁致伸缩换能器提供设计参考·     

基于实验的超磁致伸缩微致动器动力学特性分析

基于超磁致伸缩微致动器实验所得的激励电流-磁致伸缩材料轴向位置-磁场强度三者之间的关系式,修正了厚壁线圈轴向电流-磁场理论公式.利用修正公式对超磁致伸缩微致动器动力学模型进行理论分析,得到了微致动器的振动响应;分析了修正系数、偏置磁场及预压应力对微致动器的影响.结果表明:修正系数对微致动器动力学特性影响十分明显,当修正系数K′=1.24时,基于实验拟合函数与基于厚壁线圈电流-磁场理论公式所得到的微致动器的输出位移与输入激励电流之间的滞回环完全吻合;微致动器振动响应具有明显的非线性特性,而且修正系数对其影响很大.偏置磁场与预压应力对微致动器的幅频特性影响也十分明显.     

热处理对Fe83Ga17合金磁致伸缩和有序-无序的影响

实验研究了热处理对〈110〉取向多晶Fe83Ga17合金磁致伸缩性能和有序-无序度的影响.发现冷却速度的不同直接影响着合金的有序程度和磁致伸缩性能,部分有序的Fe83Ga17合金样品磁致伸缩性能最好,水中淬火处理后,在20 MPa预压力作用下,Fe83Ga17饱和磁致伸缩系数λs达到298×106.     

变压器铁心电磁振动仿真及影响因素研究

为了研究变压器铁心的电磁振动的多场耦合问题,使用应变能原理修正铁心磁-结构耦合关系对变压器铁心的本体振动进行仿真研究.将硅钢片磁化特性曲线导入到仿真模型中,计算得到线圈中的电流密度以及铁心闭合回路中的磁感应强度分布,实现电场与磁场的耦合.利用应变能原理对磁致伸缩力进行等效,并以等效磁致伸缩力为耦合变量对铁心进行结构瞬态动力分析,得到铁心本体的振动分布.分析铁心电磁振动的影响因素,结果表明:随着铁心预紧应力增大,硅钢片磁致伸缩增量比值增大,铁心振动加剧;随着铁心叠片方向上的弹性模量增大,铁心振动量逐渐降低.仿真结果定性地验证了装配工艺对铁心振动的影响规律.     

交流电桥电路的再研究

通过实验研究了测量线圈的电感及损耗电阻的交流电桥电路。结果表明,电路的选择不仅与待测线圈的损耗电阻和标准电感的损耗电阻的相对大小有关,还与待测线圈的电感量和标准电感的电感量的相对大小有关。     

劈尖干涉法测量磁致伸缩系数

根据劈尖等厚干涉原理,采用读数显微镜作为新的测量手段,研制了磁致伸缩系数测量装置,精确测量铽镝铁合金和Q235碳素结构钢在弱磁场中的磁致伸缩系数.该装置具有测量方法简单、直观,且精度很高的特点.     

磁电复合材料结构对磁电系数的影响

利用基于压电效应和磁致伸缩效应的本构方程,采用有限元法分别对矩形、半圆形、凸半圆形以及梯形4种不同几何形状的磁致伸缩/压电/磁致伸缩层叠复合材料的磁电响应进行研究,分析复合材料的磁电特性。结果表明:稳态时,两端为半圆形的磁电复合结构的输出电压最大,在外加直流磁场为1 000 Oe时可达76.25 V。频域分析中,两端为凸半圆形的磁电复合结构的共振频率最低,为76.5 kHz。在1 kHz时,两端为梯形结构的磁电复合结构磁电系数最大,为7.63 V/(Oe·cm),在共振时,磁电系数达到126.34 V/(Oe·cm)。进一步分析了磁电压电材料不同层叠顺序对半圆形结构复合材料磁电系数的影响,结果表明PTN层叠顺序的磁电复合结构的磁电系数最大,为5.48 V/(Oe·cm),而TPN层叠顺序型磁电复合材料的磁电系数最小,为1.64 V/(Oe·cm)。     

磁致伸缩导波激励端偏置磁场的等效方法

从磁致伸缩效应的基本原理出发,研究磁致伸缩换能效率与偏置磁场的对应关系,得到了换能效率的评价方法和用于评价永久磁铁及直流磁化线圈磁化效果的等效方法.该方法由永久磁化器和直流线圈同时提供方向相反的偏置磁场,通过调节线圈的电流,得到磁致伸缩换能效率与电流之间的关系;再利用换能效率仅与偏置磁场的大小有关而与偏置磁场的方向无关的对称特性,确定叠加偏置磁场的平衡点即叠加磁场强度为零的点,从而得到永久磁化器和直流线圈的等效关系.最后通过实验对等效关系进行了验证.