大型宽频带水下振动台流固耦合动力学特性的研究

为建立水下振动环境试验系统，对大型宽频带水下振动台中运动部件的流固耦合动力学特性进行了研究.根据水下振动台运动部件大尺寸和宽频带工作的要求，提出了运动部件结构的设计原则，进而建立其在水域中的模型及流固耦合有限元方程，由此计算分析了运动部件的两个重要模态振型及频率--台面弯曲振动振型和运动部件轴向振动振型，并与空气中的计算结果进行了比较，结果表明，流固耦合使得运动部件这两个模态频率降低；进一步的实验研究表明，计算分析结果是正确的,流固耦合使得运动部件等效阻尼变大.本研究结果为研制水下振动台系统的动态设计技术和测试分析技术提供了重要的依据.     

超声波电动机胶粘技术及其对定子特性的影响

针对行波型超声波电动机定子压电陶瓷(Piezoelectric,PZT)的胶粘问题,通过对定子的机电耦合效应有限元动力学模型的分析与计算,研究了胶粘层材料特性、厚度对超声波电动机定子振动特性的影响。重点分析不同激励条件下定子边缘缺胶和夹有气泡对胶层的抗剪切能力和定子振动特性的影响;分别从改进电动机定子结构和PZT粘结工艺方面探讨了提高胶粘层抗剪切能力的措施,确定了胶层最佳参数和电动机定子胶粘工艺及结构优化设计思想。结果表明：胶层厚度对电动机定子频率影响不大,但对其振动特性的影响较大,在保证可靠的粘结强度下降低胶层厚度有利于提高电动机性能。基于该工艺和设计思想研制的直径80 mm行波型超声波电动机性能稳定,堵转力矩达到1.2 N·m,空载转速80 r/min,研究结果有助于超声波电动机的产业化。     

基于压电发电的隧道环境中能源的利用

通过对隧道环境内可利用能源进行测试研究,设计了一种适用于隧道环境的压电悬臂梁发电装置.针对地下隧道环境的振动频谱特征,选择高性价比的压电材料,通过有限元方法进行仿真研究,设计合适尺寸与材料的压电悬臂梁.设计采集系统外围电路,实现低能耗收集利用压电装置转化得到的振动能量.     

齿轮联轴器附加力建模及实验研究

在齿面间存在干摩擦情况下对齿轮联轴器进行力学分析,用数值的方法对齿轮附加力进行计算。并通过转子模拟试验台进行了实验验证,结果表明：干摩擦力的存在使齿轮联轴器附加力发生改变,其附加力具有明显的迟滞现象。     

压电陶瓷对超声波电动机定子特性的影响

压电陶瓷(Piezoelectric ceramic,PZT)是组成超声波电动机定子的核心元件,其性能的优劣将直接影响超声波电动机的输出性能。为了研究PZT对超声波电动机定子特性的影响,利用有限元法建立超声波电动机自由定子的机电耦合动力学模型,利用该模型重点研究PZT厚度、极化分区形式、极化不均匀性以及PZT开路和短路条件时对定子动态特性的影响,并提出基于能量的PZT极化分区形式、极化不均匀性对定子动态特性影响程度的评价方法。采用自然对流传热问题的牛顿冷却定律和热容理论,建立超声波电机定子的温度特性理论模型,基于该模型研究PZT材料介电损耗对电动机定子的温度特性影响。研究结果表明:电动机定子模态频率随PZT厚度的增大而增加,而定子表面质点的振动幅值则随PZT厚度的增加而减小;PZT开路时的定子模态频率比短路时的模态频率大;改进PZT极化分区形式和极化不均匀性均可以提高超声波电动机自由定子的动态特性。基于该研究结果制作的直径10.4mm行波型超声波电动机性能稳定,堵转力矩达到9.5mN·m,空载转速1000r/min,研究结果有助于超声波电动机的产业化。     

双足机器人CPG控制研究

根据动物运动机制,提出了基于中枢模式发生器（central pattern generator,CPG）的双足机器人运动控制方法;采用Kimura神经元振荡器模型设计了双足机器人的CPG控制网络架构,分别用于控制双足机器人的髋关节、膝关节和踝关节。通过Matlab仿真和实体实验,验证了所设计的机器人CPG网络架构及双足机器人CPG控制方法的可行性和有效性。     

抽水蓄能机组振动故障诊断专家系统

摘 要：本文根据抽水蓄能电站机组的特点,采用模块化思想,设计了一个关于抽水蓄能机组振动故障诊断专家系统,并对该系统的结构、关键功能模块、推理机的设计和软件实现过程进行了介绍,最后给出了该专家系统的实际应用案例。抽水蓄能机组故障诊断专家系统作为一种人工智能计算机程序,能够在一定程度上帮助现场故障诊断人员对机组的运行状态有一个较为深入的了解,它比较适用于复杂的、比较规范化的大型动态系统。     

齿轮联轴器对轴承转子系统失稳转速的影响

该文对一对称的滑动轴承 转子 齿轮联轴器系统进行了失稳转速计算 ,计算结果表明齿轮联轴器的转角刚度对系统的失稳转速影响较大 ;而齿轮联轴器在对中良好和润滑充分的情况下 ,其内阻尼对失稳转速影响较小。图 1表 4参 7     

离心加速度与热耦合机理的研究

针对高线加速度下热与振动复合环境试验系统中离心加速度对温度场分布的影响，研究了离心加速
度与热的耦合机理.以流体传热控制方程和固体三维传热方程为基础，建立了离心加速度与热的耦合关系
式，并采用有限元分析的数值方法，计算了离心加速度作用下具有局部热源及内置物的温度场和流场.根
据流场分布分析了离心加速度与热耦合机理，给出了改善离心加速度下温度场均匀度的方法.研究结果表
明，离心加速度是造成温度箱中温度不均匀性的主要原因，和线加速度相比，离心加速度使温度场分布更
加紊乱.强迫对流以及合理安排内置物的位置是改善离心加速度下温度场均匀度的有效方法.