应用全息术测定悬臂梁受力变形位移量

介绍全息术在测定悬臂梁受力变形位移量中的应用。     

基于内积模极值法的悬臂梁阻尼识别研究

悬臂梁结构是小阻尼系统,模态阻尼对裂纹故障敏感,为了解决传统阻尼识别方法识别误差大的问题,创新性的提出利用内积模极值法和循环相减相结合进行阻尼诊断的方法。首先,应用内积模极值法识别出信号的某一阶模态参数,从原信号中除去该阶估计信号。然后,重复这种内积运算和相减步骤,形成迭代,模态之间的相互干扰在迭代计算过程中得到消减,提高各阶阻尼的识别精度。实验采用该方法进行悬臂梁阻尼识别,并改变悬臂梁阻尼模拟裂纹出现,当粘贴一片阻尼片时,在60 Hz和200 Hz附近模态的阻尼分别产生了0.000019和0.000112的变化。结果表明,内积模极值法和循环相减相结合可以准确识别出阻尼的微小变化,在工程上可以让阻尼成为一个重要的参数参与悬臂梁的故障诊断。     

压弯成形回弹预测方法

为了研究压弯成形中回弹的预测方法,提高压弯成形的精度.采用解析法研究了压弯回弹预测问题.根据压弯件变形的特点,将压弯成形中弯曲板分为等曲率弹塑性段、弹塑性自由段、纯弹性自由段、无变形自由段.将弹塑性自由段、纯弹性自由段简化为悬臂梁结构,利用材料理想弹塑性模型,建立了相应的挠曲线数学模型,并对弯曲板的回弹分段进行了研究,给出了回弹解析的方法.研究结论为进一步进行压弯参数的确定和优化提供了理论依据.     

时分复用压电自感知执行器的传感与执行效果研究

利用压电片的正逆压电效应提出了时分复用模式的压电自感知执行器,应用于悬臂梁的振动主动控制中。从机电变换双向可逆效应角度阐述了时分复用压电自感知执行器的工作原理。当压电片的传感功能与执行功能快速切换时,对于模态频率较低的结构,相当于传感器和执行器是同时工作的。时分复用自感知执行器实现的关键是开关电路设计和时序控制。本文重点讨论了开关电路的设计方法,指出了开关应具有耐高压和高速等特点。以一阶模态频率为14.7Hz的铜悬臂梁为实验对象进行了实验研究,结果证明时分复用自感知执行器与独立的传感器和执行器具有基本相同的传感和执行效果。     

转动悬臂梁自由振动分析

分析了转动悬臂梁的自由振动问题,通过综合运用解析法和数值方法解决了悬臂梁振型函数过于复杂的问题.由于系统本身具有不能忽略的几何非线性因素,使所得到的系统的控制方程为一个强非线性方程.通过采用数值方法得到的系统的自由振动曲线表明,系统是稳定.     

环境振动能收集系统的微型压电悬臂梁设计与制作

研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用。本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能。首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程。悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅（Pb（Zr0.52Ti0.48）O3,PZT）压电薄膜等。经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程。     

采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析

为避免一次二阶矩法的雅可比矩阵计算和罚函数法的罚因子选取,提出了一种采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析方法。利用优化理论,以可靠指标最小为目标函数,以极限状态方程为等式约束条件,建立结构可靠性分析数学模型。采用增广乘子法将上述有约束优化模型变换为无约束优化模型,并用模拟退火法求解,从而避免了雅可比矩阵的计算以及初始罚因子的选取。采用一次二阶矩法、本文方法、蒙特卡罗模拟法分别对数值算例及悬臂梁工程算例进行了可靠性分析,结果表明:较一次二阶矩法,本文方法更接近于蒙特卡罗模拟法的结果,更精确;较蒙特卡罗模拟法,本文方法迭代次数较少,效率较高。     

基于灵敏度附加项的多目标可靠性稳健优化设计

以实现多目标优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,基于可靠性设计的随机摄动法建立可靠度约束条件,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab7.1语言的优化和符号工具箱实现机械零件的稳健设计.算例表明,本文提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

不同模量功能梯度悬臂梁集中剪力作用下的弹性力学解

利用半逆解法,求解了不同模量功能梯度悬臂梁在自由端受集中剪力作用下的弹性力学解.该模型的拉压弹性模量分别以各自的功能梯度函数进行变化,泊松比为常数.当假定模型的拉压模量均为常数且相等时,该弹性力学解与经典平面梁的解一致.最后依照该方法,对材料为指数形式变化时的功能梯度梁进行了计算,并分析了其相关力学性能.     

正交等跨悬臂梁扭矩简化计算

实际工程设计中,对于正交悬臂梁设计,往往忽略了彼此之间产生的扭矩,从而使得十字相交悬臂梁安全可靠度降低.该文基于约束力矩理论,提出了正交悬臂梁间产生的约束力矩的简化计算公式(4).有限元分析结果表明,该简化公式对正交等跨悬臂梁的扭矩计算具有较好的计算精度,可用于实际工程设计.通过对正交不等跨悬臂梁的扭矩分析,本文建议约束力矩简化公式的跨度比适用范围为1≤L1/L2≤1.3.