单相驱动的弯曲旋转超声电机数值模拟及试验

提出了一种新型单相驱动的弯曲旋转超声电机,建立了该型电机的有限单元模型.通过定子的模态分析,确定了关键工作参数;建立了动子和转子接触有限元模型,对其工作过程进行了瞬态分析,验证了该型电机的原理可行性;根据仿真分析结果,加工制造出该型弯曲旋转超声电机.初步研究表明:该型电机有比较高的空转转速和堵转力矩;驱动电源为单相,电源结构简单,样机制造成本低,提高了可靠性;样机机构实现了高转速、大扭矩、超精密的倾斜动力传输.因此该型电机可以作为精密倾斜动力传输机构.     

非接触超声红外热像技术在裂纹检测中的应用

非接触超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,可在无接触条件下实现对材料的检测。介绍了非接触超声红外热像技术的基本原理和特点,并利用非接触超声红外热像技术对一个碳纤维复合材料T形接头和预埋有裂纹缺陷的有机玻璃进行检测,检测出了表面和亚表面裂纹和材料棱角处冲击损伤导致的缺陷,该技术具有一定的检测能力。     

地铁列车减速器直齿轮弯曲疲劳有限元分析与试验

为研究地铁列车减速器小齿轮齿根部受力情况及弯曲疲劳裂纹萌生的机理,通过建立齿轮副有限元模型,对齿轮啮合过程进行瞬态动力学分析,得到了齿轮啮合过程中齿根处的应力-时间历程进而对齿根弯曲疲劳行为进行了试验研究。瞬态动力学分析表明,小齿轮齿根处在啮合过程中受到脉动循环载荷的作用,最大拉应力出现在齿轮啮合至分度圆时;且齿根处最大主应力的方向为沿齿根切线方向。齿根弯曲疲劳试验结果表明,裂纹在齿根弧线的中间位置萌生,方向为齿根切线的垂直方向。结合有限元分析结果可发现,齿根处裂纹在最大拉应力幅值位置萌生,其扩展行为受最大拉应力的主导。为进一步优化齿轮的设计、制造工艺及材料的选择提供了依据。     

内结合圆角处含有裂纹的曲轴动力学模型

建立裂纹曲轴的动力学模型,对裂纹曲轴的非线性动力学进行仿真与分析.针对内结合圆角处出现常见裂纹的曲轴,采用Timoshenko梁单元与裂纹梁单元相结合的方法建立其有限元模型;根据裂纹曲轴运动的特点及工作过程中裂纹开闭的实际情况,提出在旋转坐标系下建立其非线性振动模型.以一四缸发动机的曲轴为例,对含不同深度裂纹曲轴的振动响应进行了仿真计算,对其扭振、纵振及弯曲振动的频谱特性进行分析,提取并总结了裂纹曲轴动力学的一些特征.研究表明,所提出的裂纹曲轴动力学模型简洁且容易实现,裂纹曲轴的动力学特性分析为曲轴裂纹故障诊断奠定了理论基础.     

基于有限元的超声聚焦悬浮振子设计研究

针对精密硅晶片在传统夹持与运送过程中存在的问题,提出了基于超声聚焦悬浮的非接触夹持方式。利用纵弯复合振动原理及自聚焦原理设计了纵弯复合超声聚焦悬浮振子,基于有限元分析方法对其进行了结构动力学仿真分析,并对超声聚焦悬浮振子样机进行了阻抗和振动测试实验研究,为实现硅晶片的非接触超声聚焦悬浮操纵和安全运送奠定了研究基础。     

裂纹转子过亚临界转速瞬态响应特性

基于建立的裂纹转子瞬态响应动力学模型，得到了有无裂纹转子的数值仿真解。分析了裂纹转子的亚谐波共振特性；研究了刚度变化、质量偏心以及质量偏心角对裂纹转子瞬态响应的影响．将小波分析方法引入到裂纹转子时频特性研究中，得到了有无裂纹转子的小波时频特性，并讨论了它们的差别．     

裂纹参数对汽轮机叶片振动特性影响研究

为了建立叶片裂纹参数同叶尖振动幅值、频率特征值之间的对应关系,首先分析了裂纹长度变化引起的悬臂梁叶片频率转向和振型转化现象,其次采用接触裂纹有限元模型,讨论了转速对裂纹叶片非线性特性的影响,最后分析了裂纹深度与位移响应值的关系;在此基础上,分析了两种不同实际汽轮机叶片模型,讨论了裂纹深度变化引起的动频、瞬态位移响应等动力学响应的变化规律。研究结果表明:裂纹长度增大会使加悬臂梁叶片出现明显的频率转向、振型转换现象,对于实际汽轮机叶片振型转换现象不明显;随转速增大,裂纹会由不断开合状态转化为持续张开状态;变截面扭转叶片会出现特有的双响应峰现象。     

超声直线电机工作过程仿真

在建立超声直线电机三维参数化模型的基础上,应用压电耦合理论、有限元理论和技术,开发了超声直线电机的虚拟样机系统;在模态分析的基础上,确定了该型电机的关键结构参数;对超声直线电机的工作过程进行了瞬态分析.瞬态分析结果表明,单脉冲驱动进给量可以达到纳米级;其z相位移与时间不是严格的线性关系.根据仿真研究结果,加工制造出了超声直线电机.初步试验结果表明,超声直线电机工作性能与仿真分析结果基本一致.     

激光超声波检测材料表面裂纹的有限元数值模拟

该文利用abaqus有限元软件模拟了激光激发的超声波在预加裂纹的薄板中传播的物理过程.通过高斯分布力载荷模拟入射超声波源,建立了超声传播的abaqus瞬态动力学模型,探讨了表面裂纹的宽度和深度对反射波的影响.结果表明随着裂纹深度的增加,反射波的振幅单调递减,而裂纹宽度和形状对反射波没有影响.     

基于Wigner-Ville分布裂纹转子识别的仿真

建立了基于简单铰链裂纹模型的裂纹转子瞬态响应的动力学模型，得到了裂纹转子与无裂纹转子的仿真解；利用Wigner-Ville分布比较了裂纹转子与无裂纹转子的时频特性，提出了利用Wigner-Ville分布识别裂纹转子的方法．数值仿真研究了Wigner-Ville分布对刚度变化的敏感性，讨论了质量偏心和质量偏心角对裂纹转子Wigner-Ville时频特性的影响，为工程实际中裂纹转子的识别提供了依据．     

简易的超声波测距系统

根据超声波的传播特性,采用555电路产生40 kHz正弦波驱动超声波换能器,通过单片机适时控制外围电路,对超声波在空气中的传播时间进行测量,从而设计了超声波测距系统.本文详细的阐述了超声波测距系统的构成,电路原理,程序设计及温度补偿.     

单个厚电极超声换能器振子的频率方程

旋转超声加工是加工硬脆材料的一种较好方法。为实现长时间连续稳定工作,必须使用厚电极的超声换能器振子。目前,对厚电极换能器振子的研究较少,使用时一般使用近似计算与实验调整相结合的方法。为了较精确地设计厚电极超声换能器振子,类比薄电极换能器振子的研究方法,推导了单个厚电极节面在能器振子中间时的频率方程,并使用模态实验分析和有限元仿真相结合的方法进行了验证,结果表明:在给定的电极厚度范围内,换能器振子的谐振频率误差小于5%,完全满足工程应用的需要。     

变程干涉仪测量声速研究

分析了声吸收对变程干涉仪测量液体声速所带来的影响以及电量监测引起的测量误差．结果表明，声吸收在一定条件下是影响声速测量精度的重要因素之一．     

超声淬火实验研究

用不同的淬火材料、淬火介质进行超声淬火实验研究,对比分析表明,超声可提高淬火材料的表面硬度,增加淬透性,减小工件在淬火过程中的开裂或变形等。同时,在超声作用下,用清水作介质的淬火效果比盐水介质更为理想。     

旋转超声加工智能超声波发生器的研究

为进行硬脆材料的旋转超声加工 ,研制了智能超声波发生器。类比于数控插补原理 ,提出了粗精频率跟踪的自动控制方案 ,即 :频率粗调由软件实现 ,频率精调由锁相环电路实现。对振动系统恒定振幅控制进行了理论分析。实验结果表明 ,研制的智能超声波发生器频率跟踪迅速准确 ,并能实现振动系统的恒定振幅控制 ,可以实现振动系统的自动运行     

超声波对黄芩苷生物转化的影响

采用超声波技术对黄芩苷转化培养液进行处理,研究超声波处理对黄芩苷转化效果的影响.高效液相色谱检测显示,只有培养液经超声波处理的实验组中有苷元黄芩素的吸收峰出现,超声波处理对黄芩苷生物转化有显著影响.实验确定超声波最佳处理条件为频率40kHz,时间40min.     

直接数字合成技术的超声波发射电路

介绍了一种基于直接数字合成(DDS———direct D igital Frequency Synthesis)技术的超声波发射电路,具体给出了单片机控制电路、数字脉冲形成电路、强弱电信号隔离电路、电子开关及其控制电路、换能器匹配电路,以及系统软件的设计方案。     

超声波检测混凝土缺陷的试验研究

采用平面对测法对普通混凝土的不密实区和空洞进行检测,通过试验研究和数据处理与分析,超声波检测得到的结果与试验设置的裂缝深度、不密实区和空洞区域基本一致。表明利用超声波法对普通混凝土、钢纤维混凝土的裂缝深度与不密实区和空洞进行检测,效果较理想,用于无损检测是可行、适用的。     

激光超声系统的定标

介绍激光超声的发展概况、物理机理、应用、接收以及实验的装置和所用的超声探头的设计;用铜和铝作为系统定标的材料,测定了超声纵波的声速;对所得结果进行了分析讨论.发现用激光超声测定声速的时候,对于特定的材料,一定的厚度和合适的光斑大小对于减小实验误差是非常重要的.     

超声波测距系统的研究与设计

根据声波在空气中传播反射原理,以超声波换能器为接口部件,应用单片机技术对超声波在空气中的传播时间进行测量,从而设计了一套超声波检测系统。对系统硬件组成、检测原理、方法以及系统软件结构作了详细介绍,对产生测量误差的原因进行了分析,并提出了解决的途径和方法。