埃克塞特大学项目-3D构架结构的工程设计工具

(2015-106-英国-55)该工程设计工具,可以计算所有可能的3D构架结构生成的弹性/热膨胀性能。所有结构的弹性和热膨胀特性都能够被记录。主要优点:1、改进构架结构稳定性。     

热膨胀驱动型微阀的设计与制备

利用IntelliSuite软件对热膨胀驱动微阀进行结构分析设计,讨论了微加热器结构等因素对于微阀的影响。利用SU—8胶成型工艺制备了聚二甲基硅氧烷(PDMS)微阀所需要的模具。热膨胀驱动微阀的制备过程分为:薄膜微加热器的金属淀积、阀腔的制备、弹性薄膜的制备和流体通道的制备四部分,详细阐述了各部分的制备工艺流程和各层之间的改性键合工艺等。通过微加工工艺提高了微阀的性能。利用蠕动泵作为流体驱动源,对微阀的性能进行验证,当阀腔驱动电压达到9 V时,实现了微阀关闭。     

混合星环交换结构的体系结构研究

弹性分组环是(RPR)是基于分组业务而优化的城域网络体系结构,针对环形结构传输星型业务的不足,出现了在环形结构中加入星型结构而形成的弹性分组星环网。弹性分组星环网成功地解决了RPR传输星型业务的问题。将弹性分组星环网的核心概念从物理结构中抽象出来用于交换结构,提出一种新型的适合高速分组交换结构混合星环交换结构。以排队论为工具对混合星环结构进行建模,分析星环结构的性能。结果表明混合星环结构是一种适合高速分组交换的结构。     

折叠梁平面角对电容式RFMEMS开关性能的影响

低驱动电压电容式RFMEMS开关采用弹性拆叠梁支撑可变电容活动极板,使开关弹性结构具有很小的弹性系数,但也降低了开关的一阶模态谐振频率,致使开关无法获得较高的开关速度。提出了通过调整弹性折叠梁平面角微调弹性结构弹性系数的方法,在保证开关具有低驱动电压的同时,尽可能提高弹性结构的一阶模态谐振频率。仅改变弹性折叠梁平面角的大小,对其分别为0°,45°,90°的具体开关结构,应用MEMSCAD软件CoventorWare进行机电耦合仿真,定性分析了弹性折叠梁平面角对微结构弹性系数的影响。仿真结果表明：改变弹性折叠梁平面角大小,可以微调电容式RFMEMS开关的驱动电压和一阶模态谐振频率。     

机器人运动弹性动力学建模的伽辽金变分法

本文基于Newton—Euler方程,根据Timoshcnko弹性理论提出了空间运动机器人运动弹性动力学(KED)建模的伽辽金变分法。该模型全面考虑了各杆件(不一定为细长杆)的所有弹性变形(拉压、剪切、弯曲、扭转)均布质量、集中质量及刚体运动与弹性振动间耦合作用的影响,更准确地描述了机器人弹性振动。     

带转换层商住楼的地震输入能仿真研究

研究地震问题,针对商住楼住宅结构地震时易产生应力突变问题,为提高抗震能力,对带转换层的商住楼在地震作用下的输入能进行研究.传统方法将多自由度模型简化为第一振型等效的单自由度系统再计算输入能,但商住楼模型精度不够.根据振型分解法导出了弹性多自由度系统与弹性单自由度系统地震输入能之间的关系,并采用直接积分法推导出了结构各层的输入能量,并进行仿真.结果表明,弹性多自由度系统的地震总输入能可以由所有振型的地震输入能线性叠加得到.通过对转换层模型进行分析发现结构总输入能可以由前几阶振型输入能叠加得到,且精度较高,明确地震输入能量会在转换层发生聚集,各层能量分析更准确,可为设计提供参考.     

云计算环境下的弹性结构程序研究

针对云计算环境下云程序的弹性结构进行研究,结合Anytime算法、弹性计价模型和软件即服务层中的SLA计费架构,将总业务费用分为接入费用、使用费用和补偿费用进行计算,设计基于图像小波变换的弹性结构程序,给出程序的执行步骤和状态转换图。分析结果表明,该弹性结构程序能对程序迭代次数进行控制,较好满足用户需求。     

面向弹性路由层生成的网络拓扑评价与优化方法

针对弹性路由层重路由技术在不同应用需求下的适用性问题及本身存在的路径次优问题,提出了一种面向弹性路由层的网络拓扑评价方法以及原拓扑结构优化方法。在介绍弹性路由层相关理论背景的基础上,给出了其规范的矩阵表述方式,提出了3个从不同角度反映生成的弹性路由层性能的评估指标,为了对原拓扑结构进行优化设计,提出了评判弹性路由层生成潜力的原全拓扑评估指标,基于此给出了面向弹性路由层生成的原拓扑结构优化方法。仿真结果表明,评估指标可以客观地评判出弹性路由层在不同情况下的适用程度,而优化的原拓扑结构能够以较少的资源满足应用需求,且很大程度上克服了路径次优问题。     

弹性体高超声速飞行器自适应控制器设计

研究控制器优化设计问题,为能使飞行控制系统精确跟踪控制指令,并抑制住机体的结构弹性振动,研究了一种带自适应结构滤波器的LQR积分控制器.其中,LQR积分状态反馈控制器用来跟踪飞行速度与航迹倾角指令,结构滤波器用来抑制弹性模态.由于在高超声速飞行过程中结构的振动频率与阻尼比是随时间变化的,造成弹性振动偏差大.为此设计了一种鲁棒估计器来在线辨识弹性模态,并将辨识的结构自然频率作为结构滤波器的中心频率.通过在吸气式高超声速飞行器纵向非线性模型上进行仿真验证,结果显示控制方法能很好地满足跟踪指令与结构弹性抑制的要求.     

热致轴向窜动引发的双盘转子扭转振动分析

以航空发动机整机系统的结构特点及复杂的运行环境为研究背景,运用Lagrange方法建立双盘转子在不平衡激励和轴向窜动影响下的弯扭耦合动力学模型;针对温度非均匀分布以及热膨胀性质引起的转轴轴向窜动,导出转/静盘面接触时环带面摩擦力与摩擦力矩表达式;最后采用4阶Runge-Kutta方法对系统进行数值求解.对系统进行动力学分析的结果表明,对于非对称双盘转子结构,热膨胀所积蓄的温度内力引发的转子轴向窜动将改变转子系统的固有特性,所产生转静件盘面环带面摩擦力与力矩,是造成转轴扭转振动的关键因素之一.     

采用弹性基底的磁电复合结构有限元分析

介绍了一种将磁致伸缩材料和压电材料粘贴于弹性基底上构成的磁电复合结构,并针对Terfenol-D尺寸确定情况下,PZT-5H长度及弹性基底长度对结构一阶纵向谐振时的磁电特性的影响,采用有限元方法进行了优化分析和设计。结果表明:PZT-5H的最优长度与Terfenol-D等长时,弹性基底存在最优长度,可使结构磁电转换系数最高,且改变弹性基底长度可以调整结构的谐振频率,并进行了实验验证。     

超声弹性图像去噪方法研究

超声弹性成像能直观展现各组织的弹性信息,已经成为肿瘤检测的重要工具。由于成像系统中的固有特性,使得图像遍布着大量伪影噪声,降低了图像的可辨读性。为了获取伪影噪声较少且组织边缘结构清晰的弹性图像,本文提出一种分数阶偏微分图像去噪方法,并通过各向异性算法有效平衡了梯度阈值k与微分阶数v的关系。人体体模弹性图像和仿真弹性图像的测试结果表明,该算法能有效改善弹性图像质量,增强边缘结构信息,且去噪后图像的信噪比及噪声比例差得到显著提升。     

表面金属化对微半球陀螺品质因数影响研究

熔融石英谐振结构是微半球谐振陀螺的核心部件,为满足陀螺应用需求,需要对谐振结构进行表面金属化处理以增强其导电性。利用COMSOL软件对表面金属化后谐振结构的热弹性损耗进行了仿真和分析。结果表明:表面金属层会极大地增加谐振结构热弹性损耗,且表面金属层越厚,对热弹性品质因数影响越大。同时,对同一批次金属化后的微半球谐振结构进行了测试以及退火。测试结果表明:退火后谐振结构品质因数有显著提升,最高提升112. 63%。     

基于刚体运动与弹性运动的机械系统动力学建模研究

讨论了具有刚体运动与柔性变形的机械系统的动力学建模,将刚体自由度与弹性变形自由度看作广义坐标,利用有限元法对具有刚性运动与弹性变形的机械系统的运动与变形进行了描述,得到了以刚体位移与弹性变形位移表示的单元的广义惯性力;从应力应变入手,得到了表示单元弹性变形与几何非线性变形的结构刚度矩阵与几何非线性刚度矩阵,使用Kane方程推导了弹性连杆机构的单元运动方程,这种建模方法,可以使用在任意结构的机械系统。     

二维圆环结构中弹性波传播的谱单元分析

为研究弹性波在结构中的波场特征,推导建立一种任意四边形二维谱单元,将其应用于二维圆环结构中的波传播行为模拟.以矩形平板结构中弹性导波传播分析为例,通过与传统有限元分析结果对比,验证所建立谱单元的有效性.有裂纹和无裂纹二维圆环结构谱单元模拟结果表明:弹性波在圆环结构中传播会发生频散;圆环结构表面的裂纹对瑞利波的传播影响最大;根据其反射波包位置可以确定损伤位置.     

转型时期我国城乡居民居住消费收入弹性研究

居住消费与发展水平之间具有重要联系,世界经验表明,居住消费与发展水平间具有倒"U"形结构。转型时期我国城乡居民居住消费快速增长,从其间我国城乡居民居住消费收入弹性的实证数据来看,我国居住消费的收入弹性是人均收入的函数;我国城乡居民消费收入弹性的模式处于居住消费与发展水平的倒"U"形结构左边的快速上升阶段。同时,改革因素构成我国城乡居住消费收入弹性变动的主要特征,特别是房改因素对城镇居民消费收入弹性的增加产生重要影响。     

蜗轮叶片模具设计的一种算法

本文介绍了蜗轮叶片模具设计中一个关键技术问题－热膨胀线轨迹的求解方法。     

应力隔离法在蓝宝石压力传感器结构设计中的应用

对硅-蓝宝石硅压力传感器C型弹性膜片接头结构和E型弹性膜片接头结构进行建模分析,优化设计应力隔离槽结构,并应用于硅-蓝宝石压力传感器一体化设计的弹性膜片与接头结构.较好地解决了硅-蓝宝石压力传感器的零点输出、满量程输出在不对称安装应力下产生偏移,影响传感器的测量精度的问题,使传感器的安全性、可靠性进一步提高,优化结构后的传感器在航天领域具有广泛的应用.     

弹性梁刚度矩阵算法及应用

通过实例介绍了一种实用简单的弹性梁结构刚度矩阵计算方法,可广泛应用于含有弹性梁结构的惯性器件如传感器的设计中。最后介绍了该算法的一种应用,并用ANSYS有限元软件分析验证了其正确性。     

一种基于表面等离激元的纳米温度传感器

本文基于表面等离激元(Surface Plasmon Polariton,缩写为SPP)共振腔提出了一种新型纳米温度传感器。随着温度的升高,金属的折射率会发生微小的变化,而且,共振腔的整体结构也会发生热膨胀,这都是共振腔共振波长随温度变化的因素。同时,为了放大温度对共振波长的影响,引入了一个热膨胀系数不同的金属双层膜,随着双层膜的形变,共振腔的共振波长随之发生更明显的变化。这种共振波长移动的大小可用于测量温度的变化。此外,本文采用有限元法(Finite Element Method,简称FEM)来计算共振腔的光学特性。据了解,这是第一个基于SPP共振腔热膨胀的纳米光学温度传感器,而且与同等尺度的传感器相比,其拥有较大的灵敏度。