具有触滑觉功能的肌电假手

研制了一种可以感知触滑觉的智能假手.传感器采用有机压电(PVDF)材料为敏感元件,在传感器外表面贴有点阵状结构的橡胶表皮.当假手接触到物体时,传感器产生一个阶跃响应;当物体滑动时,导致点阵状结构表皮振动,产生交变的滑动响应信号.这样传感器可以检测并判断出触觉和滑觉信号.这种利用交变压电信号来判断滑动的方法,简单易行,反馈实时性高.实验表明,安装有这种传感器的假手可以安全地握取易碎或者比较柔软的物体,克服了传统假手的弊端,提高了仿生性能.     

B位掺杂对改性PbTiO3陶瓷性能的影响

针对具有大各向异性的钙改性PbTiO3陶瓷材料,研究了在B位用镍铌和锌钨联合取代部分钛对材料性能的影响,研究结果表明：当Pb(Zn1/2W1/2)O3和Pb(Ni1/3Nb2/3)O3的掺杂量为3％（mol/mol）时,样品同时具有较大的压电各向异性和较高的机械品质因素,分析指出适合的B位取代会引起一定的晶格畸变以及较少的晶格缺位,使材料在极化后电畸充分转向,有利于提高压电各向异性和机械品质因素,用XRD和SEM对陶瓷的微观结构进行研究,发现随着镍铌取代量的增加,晶体结构的四方度有减小的趋势,从而导致材料性能相应的变化,利用这种变化可以对材料性能适当地进行调整。     

多维微传动平台设计及基于RPY角的运动特性分析

为了满足精密制造领域对于传动平台多自由度及大行程的要求,基于空间机构学,设计了由压电陶瓷驱动柔性铰链导向的六自由度微传动平台.针对压电陶瓷输出位移小的缺点,设计桥式机构对其输出位移进行放大,并利用线切割对传动平台进行一次性加工,得到具有大行程的一体式传动平台.通过齐次坐标变换得到了补充修正后的RPY(滚动-俯仰-偏转)角姿态描述方法,利用此方法分析传动平台的运动特性,通过虚功原理和坐标变换理论,建立了微传动平台的运动学模型,得到了压电陶瓷驱动位移与传动平台运动位移之间的映射关系,以及微传动平台6个方向的静态刚度及其变化规律.利用ANSYS12.0对传动平台进行有限元仿真,并搭建实验平台进行实验测试,实验结果与理论模型和仿真结果的对比分析验证了理论模型的正确性及平台结构的合理性.     

压电材料非线性本构关系及有限元实施

通过对试验结果的分析 ,提出经过简化的压电陶瓷PZT 4的非线性本构关系 ,建立相应的有限元计算方法 .以多重复合式压电材料启动器为例 ,计算电荷载作用下的电畴翻转、反向极化和反向电致屈服等非线性响应 ,从而对压电材料启动器的工作特性有所了解 ,并对它的破坏机理的研究提供一些启示 .     

压电矩形薄板的非线性强迫振动

把压电板位移模式进行双重Fourier级数展开,通过Galerkin方法和多尺度方法获得了简支边界条件下压电矩形薄板强迫振动问题的解析解.数值分析表明,窄长压电板跳跃的调谐幅度小,跳跃幅度也较小,对应的不稳定荷载范围大;荷载对幅频特性的影响与弹性板相似;调谐幅度越大,不稳定荷载范围越大;弹性参数仅在材料共振区附近对跳跃特性有较大影响;极化-横向压电参数对幅频特性的影响较大.同时分析了材料和几何参数对幅频特性的影响.     

轿车车身板件振动自适应主动控制研究与实验

对采用压电陶瓷进行轿车车身板件振动自适应主动控制技术进行了研究和探索，利用LMS自适应滤波方法建立了控制系统的数学模型，并采用基于前馈控制的自适应主动控制算法对轿车的项板振动进行了主动控制试验，取得了明显的减振效果。     

等离子喷涂钛酸钡铅（BPT）涂层的制备及性能研究

压电陶瓷是应用广泛的功能材料,而对于压电涂层的研究较少,本实验采用等离子喷涂工艺在45#钢基体表面制备了钛酸钡铅涂层,利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、能谱分析EDS和显微硬度仪等检测手段对涂层的微观形貌和常规力学性能进行了测试与分析。结果表明：钛酸钡铅涂层为浅黑色,涂层表面平整,涂层的孔隙率较低（2.4%）、结构致密,平均显微硬度为563.7 HV,涂层与基体结合良好,平均结合强度为44.25 MPa,具备了在实际工况下应用的必要条件。     

压电晶体中表面极化子的性质

研究了压电晶体中表面极化子的性质．首先用微扰法导出了压电晶体中表面极化子的有效哈密顿量，有效质量以及电子-表面声学声子作用的有效势，进而用变分法计算了表面态能量．研究结果指出：表面极化子的自陷能、有效势和有效质量不仅与压电常数、质量密度、声速、声子的德拜波数有关，而且也与电子至表面的距离有关．随着电子远离晶体表面，有效势、有效质量逐渐减小．压电晶体中电子-声学声子作用诱生的有效势是库仑型的，它使电子的能级降低，形成表面态．     

书本式分布作动器及可控约束阻尼层结构控制的实现研究

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。