振动轮式微机械陀螺动态特性光学测试方法研究

振动轮式微机械陀螺尺寸小、振动频率高,为了精确评价其动态特性,建立了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像相关技术的光学测试系统。配有光学显微镜的高速摄像设备(32000fps)记录并保存被测物瞬时序列图像,根据被测物的角振动特性设计相应的图像相关计算方法以获得振子各时刻的运动位移,并通过位移时间曲线分析振子的固有频率、阻尼系数及品质因子等动态特性参数。实验结果显示,图像相关精度达0.01像素,频率测量误差小于0.01%。高精度地测量了振动轮式微机械陀螺的动态特性,为微结构动态特性的研究提供了一个有效方法。     

基于高速摄影动态测试微陀螺振动

针对微机电系统(MEMS)特征尺寸小,常用的动态测试方法和系统还有一定的缺点等问题,本文在介绍MEMS常见的三种动态测试方法的基础上,给出了一种基于高速摄影的微陀螺振动动态测试系统。介绍了系统的硬件架构和软件功能。在动态测试的关键算法上,应用Otsu算法对图像进行分割,使用感兴趣区域(ROI)和不变矩方法得到振动曲线,通过幅频分析得到微机械陀螺的振动特性。实验结果表明:使用这种方法测量振幅的精度达到了0.1 μm;频域测量的重复性和一致性也较好。这种动态测试方法稳定可靠、精度高、抗干扰能力强,可以极大地减少计算量,提高系统运行速度。     

光纤陀螺的振动特性研究

光纤陀螺作为机载导航设备应用时,环境振动对陀螺精度的影响不容忽视。现初步探讨了光纤陀螺的振动特性。通过ANSYS有限元振动模态分析与正弦扫频振动下的陀螺零偏输出实验,研究了单轴光纤陀螺的结构体共振频率以及振动对陀螺性能的影响,并在此基础上,提出了陀螺结构设计的改进方法。     

振动夹具结构的振动力学特性分析

根据结构的动力学原理和振动理论,对一种振动夹具进行动态特性分析。分析其固有频率,并使其固有频率远离激励信号的频率。利用三维立体建模软件对夹具进行三维建模,并运用有限元分析软件对其进行动力学特性分析。通过分析结果表明这种振动夹具的第一阶固有频率低于激励信号的频率。对振动夹具的结构进行优化设计,提高其第一阶固有频率,最终得到一种固有频率远离激励信号频率的振动夹具结构。     

光纤陀螺中Y波导振动特性分析

光纤陀螺由于无运动部件,因此具有良好的抗振动、抗冲击特性,但是在实际的工程运用中,对于高精度光纤陀螺其振动误差直接影响着实际运用性能。本文分析了构成高精度光纤陀螺的关键部件Y波导的振动误差原理,并阐述了其对光纤陀螺输出信号的影响,随之提出了采用基于四状态的双闭环数字信号处理方案来跟踪和补偿Y波导振动误差的方法 ,实验结果表明该补偿方案可以很好的对由振动导致的Y波导产生的非互易性相移给予补偿。     

高速织机经纱振动特性分析

针对经纱振动影响织机织造性能的问题,对高速织机织造过程中经纱的横向与纵向耦合振动进行了研究,建立了经纱横向和纵向振动的耦合动力学模型,通过采用弹性力学方法和非线性振动方法对经纱运动的波动过程进行了分析,针对织造过程中的经纱黏弹性本构关系,选用了Kelvin模型,根据牛顿定律建立了经纱横向与纵向的振动微分方程。并利用Galerkin方法离散运动方程,分离时间和空间变量,将复杂的偏微分方程转化为常微分方程,采用四阶龙格库塔方法和Matlab,仿真分析了经纱横向振动和纵向振动特性以及经纱参数对经纱振动的影响。研究结果表明:在经纱织造过程中,对于小振幅的经纱耦合振动,经纱纵向振动几乎不影响横向振动,通过改变相应的经纱参数能够有效地降低经纱振动频率,有效地防止了经纱断纱,为经纱有效振动控制提供了理论基础。     

基于高速摄像的脉动态电解加工电流特性研究

针对脉动态电解加工的电流特性开展多物理场耦合仿真分析,仿真结果显示电流波形以最小加工间隙时刻对称分布。针对在脉动态电解加工实验中观察到的加工电流峰值实际前置于最小加工间隙时刻的现象,采用高速摄像对脉动态电解加工中的产物情况进行观测,并结合图像灰度处理软件对产物在间隙中的比例进行量化分析,分析结果表明产物在加工间隙内的堆积过程特性是引起电流波形峰值前置的主要原因。     

基于接触器触头弹跳振动特性分析

针对电气开关器件在合闸过程中动静触头碰撞接触产生的振动弹跳问题,在综合考虑非线性电磁力和碰撞接触力的基础上,建立了接触器触头系统的2自由度振动方程并进行求解,通过高速摄影实验揭示了触头弹跳偏转规律。结果表明：理论与实验结果高度一致;触头在碰撞后尚未分离,铁芯就发生了碰撞,进一步加剧了触头弹跳;铁芯发生第2次弹跳时,不影响触头的弹跳;动触头移动轨迹在发生第1次碰撞后,产生第1次偏转,发生第2次碰撞后,偏转位移和角度相反且均小于第1次偏转。研究结果为进一步控制和减小触头弹跳提供了理论依据。     

半球谐振陀螺振子耦合振动的有限元分析

半球壳谐所在振子是半球谐振陀螺的敏感部件。如何固定，封装该谐振子有重要的实际意义。本文在详细分析谐振子振动的基础上，采用有限元法深入研究了支承结构，得到了支承杆对其振动特性影响的有关规律。基于减小支承杆弯曲振动对谐振子动力特性的影响，得到Ψ型结构最佳的重要结论，给出了谐振子有关参数的实用设计准则。     

双卧轴振动搅拌机振动搅拌叶片参数的计算

分析了双卧轴振动搅拌机的机构特点及其工作原理,建立了合理的振动搅拌叶片的数学模型;并通过对模型的分析和计算,得到了叶片固有频率、弹性常数和计算质量的计算公式,可以较准确地求出振动搅拌叶片的各参数.     

高真空环境下硅微机械陀螺品质因数的温度特性

分析了温度在高真空环境下对硅微机械陀螺品质因数的影响机理。阐述了热弹性阻尼的复频率模型和硅材料的温度特性,建立了品质因数温度特性理论模型,并对理论模型进行了仿真验证和实验验证。理论计算得到常温下品质因数的温度系数为-9.76×10-3/℃。利用ANSYS对品质因数的温度系数进行仿真分析,得到常温下品质因数温度系数的仿真值为-9.96×10-3/℃。对硅微机械陀螺进行品质因数温度实验,得到常温下品质因数的温度系数为-9.02×10-3/℃,与理论计算结果相差8.20%。实验结果表明:高真空环境下建立陀螺品质因数温度特性的理论模型可为陀螺的温度误差补偿提供理论依据,为陀螺的优化设计提供实际指导。     

高速开关阀在高速带钢纠偏系统中的应用

高速带钢纠偏装置需一种工作稳定可靠 ,响应速度快 ,抗污染能力强 ,并能由计算机直接控制的液压执行器。本文将高速开关阀作为高速带钢纠偏装置的电液转换元件 ,效果很好     

单级齿轮传动系统有限元节点动力学模型及高速动态性能分析

研究用有限元节点建模方法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应的单级齿轮传动系统动力学模型,计算得到系统固有特性,与有限元软件和试验测量得到的结果进行对比,三种方法得到的系统固有频率具有一致性,验证有限元节点动力学模型有效性。由转子动力学稳定性理论计算得到系统的涡动临界转速等高速动态性能参数与响应特征,建立的齿轮轴系动力学模型为高速齿轮系统的设计及稳定性分析提供了基础参考。     

高速立式加工中心滚珠丝杠螺母副动态特性分析

为了研究高速立式加工中心的动态特性,对其进给系统进行模态分析和谐响应分析十分必要。根据高速立式加工中心的设计要求,基于SolidWorks软件建立滚珠丝杠螺母副的三维模型并进行相应的简化处理,采用Hypermesh软件进行网格划分,并导入ANSYS软件中建立相应的有限元分析模型。针对滚珠丝杠螺母副的不同支撑方式和螺母所处丝杠位置,对其固有振动特性进行了模态分析,结果表明,两端固定支撑方式比其他支撑方式有更大的刚度。对滚珠丝杠进行了正弦载荷激励下的谐响应分析,找出了丝杠谐响应振幅最大时的频率,指出在实际工作状况中应尽量避免此频率下的动载荷。     

大规模集成电路专用设备晶片处理系统中高精度、宽范围调速系统的实现

提出了一种新的计算机控制高精度、宽范围的调速系统,采用直接数字控制实现了快速实时调速。系统采用软件和硬件结合的控制方案,给出了系统原理框图和控制流程图,解决了快速响应与控制精度之间的矛盾。经测试,对于一个宽度范围为200～8000 r／min的调速系统而言,调速精度能够控制在±10 r／min以内,满足了晶片处理系统的工艺要求。     

高速精密水润滑电主轴关键技术研究进展

对高速精密水润滑电主轴关键技术进行综述.概述了水润滑电主轴的结构设计及冷却技术;详细评述了水润滑轴承的结构形式、节流技术、材料选择、静动态特性分析与测试技术以及轴向密封设计等轴承技术;最后介绍了水润滑电主轴国内外应用现状,并对该电主轴的技术发展趋势进行了展望.     

高速高效刀具的表面改性技术

对高速高效刀具表面改性技术课题的任务、内容、取得的成果以及应用进行了介绍。