压电换能器静态匹配电路的研究

为了研究压电换能器的工作安全性能,提高换能器的系统效率,根据压电换能器的工作原理,利用等效电路的方法,对换能器电端常见的几种静态匹配电路的阻抗、有功电阻和匹配电感进行分析与计算,即单个电感匹配、电感-电容匹配、改进的电感-电容匹配及T型匹配,得出各种匹配电路的最佳匹配条件.结果表明,改进的电感-电容匹配电路是一种较理想的匹配电路.     

圆形复合压电振子弯曲振动的分析

为了寻求固定边界条件下最佳性能的双迭片压电振子的Unimorph弯振换能器,计算和分析了这种压电振子的共振频率、有效机电耦合系数与振子尺寸之间的关系,得出了设计弯曲换能器的最佳几何参数.结果表明,几何参数的变化对换能器的谐振频率和机电耦合系数影响很大,当参数α=0.49,β=0.71时有效机电耦合系数最高,可以达到0.31.     

非常规换热器换热管固有频率的计算

针对非常规换热器在现代工业使用中存在振动损坏的问题,本文结合某厂的一台冷凝器,对单根换热管进行了模态分析与谐响应分析,同时还对其管束进行了全面的模态分析。结合GB151-1999和大型有限元软件ANSYS,分析了换热管数量对换热管束固有频率的影响,并对壁厚、最大跨距、管径和节径比4个因素进行了研究。计算结果表明,此算例中的冷凝器是合格的,对于实际使用中出现振动损坏的问题,在以后的模态分析计算中应当考虑到实际流体作用的影响。     

基于ABAQUS软件的多轴器动力座模态分析

多轴器动力座的振动对多轴器的加工精度有很大影响,通过对多轴器动力座模态分析,为多轴器动力座设计与优化提供了设计依据,对多轴器的加工精度的提高有了很大的帮助。文章用三维建模软件SolidWorks建立的多轴器动力座模型导入到有限元分析软件ABAQUS中进行模态分析,用Block。aanczos法提取模态。给出了前4阶固有频率及振型。分析得到多轴器动力座由于振动导致了支架板的变形,提出通过给支架板加加强筋的方法,可以大大提高多轴器动力座的刚度及多轴器的加工精度。图6表1参10     

基于ANSYS的位标器随机振动分析

根据导引头力学环境试验的标准和要求,采用有限元分析软件ANSYS对导引头位标器的结构进行了模态分析和随机振动分析。得出导引头位标器的振动特性以及其在随机振动条件下的响应。并对模型在单轴独立加载和三轴同时加载条件下的随机振动响应进行了对比,为导引头的结构设计提供了参考。     

超声振动车削参数对切削力的影响

为了探究超声振动车削(UVT)过程中刀具振动频率、振幅和切削速度3个参数对切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,对高强度铝合金超声振动车削和普通车削(CT)过程进行了对比研究。首先,研究了切削区域的Mises应力分布的变化;其次,对切削区域温度和微观切屑形态进行了分析,从微观层面揭示UVT方法降低切削力和切削温度的机理;最后,分别研究了刀具振动频率、振幅和切削速度对UVT平均切削力的影响。研究表明:超声振动车削的有限元仿真结果与"刀具-工件接触比理论"一致;在一定的范围内,增大刀具振动频率或振幅以及降低切削速度的方法可以有效降低切削力。文中的研究显示合理的选择超声振动车削工艺参数可以降低切削力,改善高强度铝合金的制造工艺。     

齿轮变速器箱体动态特性分析

箱体是齿轮变速器的主要噪声辐射件,其动态特性影响到变速器的振动和噪声,对箱体进行模态分析有利于对其进行结构改进。以某型汽车齿轮变速器箱体为研究对象,应用有限元软件完成箱体的模态分析,并进行箱体模态试验。将试验结果与模态分析结果进行对比,验证了有限元模型的正确性,为其结构的动态特性分析及改进提供理论依据。图8表2参8     

剑杆织机综框的动态设计与分析

为了解决织机高车速时综框振动加剧,经纱断头率增加,影响织造效率的问题,对铝合金、碳铝复合和碳纤维复合材料综框的动态设计进行具体分析。根据最新国家标准,通过在Pro/E中建立综框系列模型,然后利用有限元分析软件ANSYS Workbench 14.5进行模态分析,获取了相应的固有频率和模态振型。分析、比较3种材料和结构型式综框的动态特性,为综框的固有频率避开工作频率提供了参考,为综框结构的动态设计提供了理论依据;指出:碳铝复合材料的应用是增强铝合金综框刚度的有效方法;碳纤维复合材料综框比铝合金综框具有更好的动态特性;随着织机幅宽的增大,同种材料的综框固有频率在减小,为了适应织机高速应改进综框结构,如增加横梁高度、增加中间支撑、在铝合金综框上填充碳纤维复合材料。     

用于矢量水听器的差分电容式加速度计设计与分析

介绍了一种用于矢量水听器的差分电容式加速度计,其芯体采用对称的"四折叠梁-质量块"硅结构。在理论上,对加速度计离轴灵敏度和弹性梁选取进行了分析,给出了结构参数。通过有限元分析,计算出了质量块的最大位移量和折叠梁的应力分布情况。振动模态分析发现二阶及以上模态的振动对加速度计的敏感模态影响很小。最后对系统的阻尼进行了分析。本文为该类加速度计的研制提供了设计依据。     

基于有限元分析的椭圆振动切削换能器

经过解析以往的纵向震动换能设备的构造,策划出新式的能够在构造不匀称的条件下,单方面带动椭圆形成震动的模式,采取简单的问题代替复杂的问题对换能设备开展有效的静力以及动力学解析,对换能设备的大小开展改良策划,能够推动换能设备震动形式以及谐振速度达到完善的境界,从这个根本上开发出单向带动超声椭圆震动切屑设备,同时使用PCD刀具开展超声椭圆震动切削实验,能够获取品质较好的制造,证明了采取简单的问题代替复杂问题可行性,对换能设备的策划以及策划系数改善与震动方法解析方面进行了可行性的引导,并且也证明了椭圆震动切削可以在很大程度上提升制造品质。     

含有粘弹性材料(橡胶)破口缺损圆盘的自由振动分析

文章采用信号采样与模态分析软件,对切割后的含有粘弹性阻尼材料(橡胶)的厚圆盘的自由振动进行了试验。为了分析试验的精度,应用ANSYS分析软件计算了整个破口厚圆盘的前30阶模态(前六阶为刚体模态),对试验与有限元仿真结果进行了对比。     

发动机齿轮裂纹故障与模态测试研究

发动机手动齿轮的动态特性对研究发动机整机振动有着十分重要的意义。结合齿轮端口分析采用多点激振单点拾振的试验模态测试方法,对发动机俄制和国产手动齿轮进行了对比试验,得出齿轮的前五阶振动模态数据,据此分析出造成国产手动齿轮产生裂纹故障的重要因素,为齿轮振动故障分析和后期的结构优化提供依据。     

应用流固耦合方法的鸡蛋动力学特性研究

根据模态与声测实验,确定了一阶模态振动为鸡蛋动力学分析特性参数,应用有限元流-固耦合方法分析了鸡蛋的结构动力学响应。以此为基础,将鸡蛋构成组分的各物性参数作为自变量,蛋体结构动力响应的一阶模态频率为因变量,比较分析了不同物性参数条件下鸡蛋动力学响应的变化规律。结果表明:鸡蛋各物性参数中蛋形参数、蛋壳厚度、蛋壳弹性模量、蛋白液密度变化的影响效应较为显著。蛋形参数与蛋体结构一阶模态频率间符合弹性体振动的质量-频率关系;蛋壳增厚0.05 mm,蛋体一阶模态频率增大300 Hz,呈线性规律;蛋壳弹性模量每增加1×10~10Pa,结构一阶模态频率减少430~850 Hz;蛋白液密度每增加100 kg/m~3,结构一阶模态频率减少100~300 Hz;蛋壳弹性模量与蛋白液密度的影响表现为非线性规律。     

宝石的超声穿孔

宝石的超声穿孔效率高,成本低,最近国外开发了多头打孔机,同时穿通140个孔,仅需几分钟。超声穿孔机由振动系统、超声发生器和磨料与水的供给系统等辅助系统组成。磁致伸缩换能器是整个设备的心脏,它将超声波电振荡转换成同一频率的机械振动。经特殊设计的振动系统使振动的声能集中于尽可能小的面积上—工具头的钢丝上。当钢丝以一定压力加在工件上、并不间断地间断向加工区供磨料和水、工具头便会“钻”出一个孔。     

谐振声场强化纤维素超声微细化效果研究

研究20kHz超声破碎声场条件对纤维素微细化效果的影响。应用柱形声波导理论分析确定并选择合适的超声破碎料腔声场的几何参数,结合声模态方法获得了增强声能密度分布的谐振液位参数,利用有限元方法进行了超声破碎料腔的声场分析,并在2种功率条件进行了谐振液位与非谐振液位的超声破碎试验。结果表明,在谐振液位条件下,破碎料腔声场的声能密度分布与声模态密切相关,且声能密度显著增强,空化作用的分布范围扩大,空化破碎作用明显增强。纤维素超声破碎试验结果显示,与非谐振液位相比,在低功率(140 W)和较短时处理时间(7min)条件下,谐振液位状态超声处理的纤维素平均粒径D_([3,2])和D_([4,3])明显降低。随着超声时间和超声功率的增加,料腔内部声场致流动作用增强,超声场引起的空化效应不再遵循线性声场特点,谐振结构中的破碎能分布被非线性声流扰动,趋同于非谐振超声场的能量分布特性,相同处理条件下的物料粒径差显著降低,但谐振声场仍具有较好的破碎效果。     

木材加工双摆角铣头主壳体的有限元模态分析

本文应用SolidWorks对双摆角铣头的主壳体进行了三维实体建模,利用COSMOSWorks对其进行模态分析,计算出主壳体前几阶模态的固有振动频率、振型模态及合位移。对进一步了解双摆角铣头的振动特性和优化其结构设计,避免共振现象的发生提供了设计参考。     

CNC木材加工中心悬臂梁动态特性分析

悬臂梁作为木材加工的重要部件,其振动情况直接影响加工中心的加工精度和使用寿命。针对加工中心悬臂梁的振动问题,通过理论分析建立悬臂梁模态分析的数学模型,对悬臂梁的振动原理进行阐述;通过数值计算,对悬臂梁处于自由模态和约束模态的振型和频率进行求解。结合悬臂梁外部激励情况,对其振动情况进行分析,基于此为悬臂梁的设计优化提供依据,所得研究成果具有一定的理论和应用价值。     

自聚焦PVDF超声换能器制作与研究

针对目前常用的压电陶瓷换能器加工难度大、制作周期长、成本高等问题,文章设计制作了一种基于PVDF压电薄膜的自聚焦超声换能器,充分利用PVDF薄膜成本低、易加工、耐腐蚀等优点。文章进行的声场测试表明,制得的自聚焦PVDF超声换能器尺寸达到了7mm,中心频率为5MHz,纵向分辨率为0.38mm,横向分辨率为1mm,和模拟值相符。相比于常用的压电陶瓷换能器,文章极大程度上降低了制作成本,并有改造成内窥用超声换能器的潜力。     

超声椭圆振动切削航空铝合金的数值研究

为了研究7075航空铝合金在超声椭圆振动切削(Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting,UEVC)下切削速度、背吃刀量、振幅和频率对切削力和切削温度的影响。课题组运用ABAQUS有限元软件建立了仿真模型,对比分析了不同切削方式对航空铝合金力学性能的影响。仿真结果表明:在UEVC过程中,随着切削速度和切深的增加,切削力逐渐增加,切削温度逐渐升高;随着X方向的振幅和振动频率的增加,切削力和切削温度逐渐降低;背吃刀量对切削力的影响最为明显。与常规切削(Conventional Cutting,CC)相比,UEVC能够明显降低切削力和切削温度,是一种改善航空铝合金切削性能的有效加工方式。     

圆锯片振动模态分析技术研究进展

为开展国产圆锯片结构动力特性研究,做好锯片减振降噪和结构稳定性工作,重点介绍了国内外圆锯片振动模态分析技术研究成果,包括模态理论计算、计算模态分析和试验模态分析方面的最新研究进展及其不足。在归纳和总结基础上,提出了符合我国国情的提高圆锯片振动模态分析工作的研究思路,以期对提升圆锯片设计水平与制造质量,促进我国圆锯片制造技术创新与发展具有指导意义。