超磁致伸缩-压电直线式蠕动机构的设计

为研制大行程高精度进给机构,基于蠕动运动原理,以超磁致伸缩微驱动器为驱动元件、嵌入柔性铰链中的压电陶瓷驱动器与V形导轨配合为箝位方式,研制了超磁致伸缩压电直线式蠕动机构样机,并利用计算机对其运动进行了闭环反馈控制。运行测试结果表明,该机构能够稳定地蠕动步进和后退,位移重复定位精度可以达到±15nm。     

电场下电流变液静态以及流动和剪切状态的结构

为深入了解电流变液的粘度和剪切屈服应力等宏观力学性能与其微观结构的关系,对不同高压电场作用下电流变液的成链过程,成链后的流动、屈服状态以及受剪切时链结构的变化进行了微观结构观测。结果表明:改变电场和运动状态等外部条件,电流变液的微观链结构会发生相应变化,从而影响其力学性能;电流变液的链结构主要在极板附近发生屈服和滑移;单链在剪切作用下会形成带状离散结构。     

电流变液抗压效应的实验研究

为研究电流变液在准静态下的挤压力学性能,建立了用于测试电流变液在平行平板电极间经受沿电场方向挤压时所产生抗力的实验装置。利用此装置对自制的基于沸石和硅油的电流变液在不同外加电场强度下的抗压强度进行了研究,并与圆盘剪切条件下该电流变液的动态剪切屈服应力进行了比较。结果表明:在外加电场作用下电流变液的抗压强度远大于相同电场强度条件下的剪切屈服应力,可以利用电流变液的抗压效应设计新型的电流变器件。     

压缩速度对电流变液抗压强度影响的实验研究

在挤压型电流变器件应用中,压缩速度是一个重要设计参数。如果不清楚压缩速度对抗压强度的影响,会造成应用中设计和控制的失准。该文实验表明,在相同外加电压下,随压缩速度升高,电流变液的压缩强度有较大降低,与剪切速率对电流变液的剪切强度的影响类似。在压缩过程中同步测试得到的电流密度曲线与压缩应力曲线的变化趋势基本一致。电流密度的测试结果表明随压缩速度的增加,链结构被压溃更严重,同时由于电场力与粘性力的比值降低,不利于被破坏的链结构的恢复,颗粒间局部平均电场强度降低,从而导致抗压强度降低。     

颗粒体积比和磁场强度对磁流变弹性体颗粒结构的影响

磁流变弹性体(MRE)的力学和电学特性主要取决于其内部颗粒排列结构,而颗粒结构的形成受到多种因素的影响。该文通过实验观测研究了颗粒体积比和磁场强度对颗粒结构形态的影响。结果表明:随着颗粒体积比的增加,当固化磁场强度较低时,颗粒结构逐渐从断续的链状结构转变为网状结构;当固化磁场强度较高时,颗粒结构逐渐从链状或柱状结构转变为网状结构。对于颗粒体积比相同的磁流变弹性体,在固化磁场强度较低时更容易形成网状结构。磁场强度和颗粒体积比的增加都将提高颗粒链聚合度。不同粒径的颗粒会增加颗粒团聚和枝状结构。     

基于AVL-EXCITE的发动机连杆轴承空化特性模拟

空化现象在流体动压润滑中常见而又重要，空化的产生通常会造成润滑膜的破裂，影响润滑性能，甚至引起气蚀。这在柴油发动机连杆轴承中尤其需要关注，因此对其空化特性进行准确模拟具有重要意义。该文基于AVL-EXCITE软件平台，建立了发动机的柔性多体动力学耦合弹性流体动压润滑(EHL)仿真模型。结果表明，连杆大端轴承在做功冲程中空化区域在出口区，呈“手指形”分布，并且轴径油孔快速经过空化区域，可能会导致空化区域内的气泡破裂，发生气蚀。这为气蚀位点的预测提供了一种潜在的方法。此外，还考察了润滑油黏度和供油压强对空化特性的影响，指出适当提高润滑油黏度及供油压强可减缓空化效应。