表面裂纹深度检测的非接触光声检测技术研究 被引量：4

1

作者 邓进 姜文鑫 +4 位作者 李海洋 李兵 潘强华 张晓彤 那雪璐 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1403-1409,共7页

提出了一种基于激光超声宽带透射系数和的表征参数,实现了表面裂纹深度的定量检测。通过有限元仿真与实验测量方法,从时域和频域分析了激光产生的瑞利波与表面裂纹的相互作用机制,采用宽带透射系数和作为表征裂纹深度的物理参数,并建立... 提出了一种基于激光超声宽带透射系数和的表征参数,实现了表面裂纹深度的定量检测。通过有限元仿真与实验测量方法,从时域和频域分析了激光产生的瑞利波与表面裂纹的相互作用机制,采用宽带透射系数和作为表征裂纹深度的物理参数,并建立了其与表面缺陷深度之间的拟合方程。结果表明,脉冲激光产生的瑞利波对金属表面裂纹深度变化十分敏感,所提出的计算方法可用于精确判断表面裂纹的深度。本文研究成果可为工件表面裂纹的非接触检测提供潜在应用。 展开更多

关键词 激光超声 表面裂纹 瑞利波 深度检测

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斜裂纹定量检测的全光学检测技术研究 被引量：4

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作者 邓进 刘艺灏 +4 位作者 李海洋 李兵 潘强华 张晓彤 那雪璐 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第3期90-98,共9页

该文采用有限元仿真方法分析斜裂纹与激光超声表面波的作用机理。主要研究内容包括:通过建立斜裂纹与激光超声作用的二维仿真模型,分析裂纹处透射波声场的频谱特征;并对不同深度、不同角度、不同宽度的斜裂纹进行仿真计算,实现采用透射... 该文采用有限元仿真方法分析斜裂纹与激光超声表面波的作用机理。主要研究内容包括:通过建立斜裂纹与激光超声作用的二维仿真模型,分析裂纹处透射波声场的频谱特征;并对不同深度、不同角度、不同宽度的斜裂纹进行仿真计算,实现采用透射系数对斜裂纹几何参数的分析。研究结果表明:激光超声表面波透射系数随斜裂纹深度呈线性变化,深度越大,透射系数越小,且这种变化与倾斜角度无关。同时,当斜裂纹深度大于0.5 mm且倾斜角度在45°~90°和90°~135°范围内,此时透射系数与倾斜角度呈线性关系。此外,透射系数随着裂纹宽度的增大而减小,且这种变化与深度、倾斜角度无关。该文研究结果可为激光超声定量检测斜裂纹的深度、宽度与角度提供有力的仿真研究参考。 展开更多

关键词 超声学 激光超声 有限元仿真 斜裂纹

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基于Mindlin理论的功率超声纵弯谐振变幅器设计理论与实验研究 被引量：8

3

作者 付俊帆 秦慧斌 吕明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期259-266,共8页

多种材料的阶梯环盘负载与变幅杆共同组成了功率超声纵弯谐振变幅器,在超声加工、超声处理等领域有着广泛应用。为了快速准确地对纵弯谐振变幅器进行设计,提出了一种基于Mindlin理论的变幅器设计方法。基于Mindlin理论求出了中厚环盘单... 多种材料的阶梯环盘负载与变幅杆共同组成了功率超声纵弯谐振变幅器,在超声加工、超声处理等领域有着广泛应用。为了快速准确地对纵弯谐振变幅器进行设计,提出了一种基于Mindlin理论的变幅器设计方法。基于Mindlin理论求出了中厚环盘单元的位移、转角、弯矩和剪力的解析表达式。通过振动单元间的连续条件和边界条件,建立了纵弯谐振变幅器的振动模型与频率方程。基于该振动模型,利用MATLAB/GUI开发了纵弯谐振变幅器尺寸设计软件。通过理论计算设计了纵弯谐振变幅器,并进行了有限元模态分析、阻抗分析试验和超声谐振试验。仿真与试验的结果证明,基于Mindlin理论的纵弯谐振变幅器设计方法所设计的纵弯谐振变幅器的谐振频率与设计频率相符合,具有较好的设计精度,可为变幅器设计提供参考。 展开更多

关键词 Mindlin理论 纵弯谐振 超声变幅器 阶梯环盘

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一种基于惯性致动的四足压电移动机器人研究

4

作者 李运菲 祝锡晶 +1 位作者 李婧 高国栋 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期741-746,754,共7页

设计了一种基于压电双晶梁的L型压电驱动器,基于模块化设计思想将L型压电驱动器应用于压电移动机器人的研制。压电移动机器人由4个周向分布的L型压电驱动器和连接平台组成,结构简单紧凑,可实现2自由度平面内大范围高精运动。对压电移动... 设计了一种基于压电双晶梁的L型压电驱动器,基于模块化设计思想将L型压电驱动器应用于压电移动机器人的研制。压电移动机器人由4个周向分布的L型压电驱动器和连接平台组成,结构简单紧凑,可实现2自由度平面内大范围高精运动。对压电移动机器人进行加工和装配,并搭建测试平台对压电移动机器人的运动输出特性进行实验研究。测试结果表明,压电移动机器人具有兼顾高精度、快速度、高稳定性和强承载能力的良好综合性能,其运动分辨率为1μm,最大运动速度可达46 mm/s,承载能力可达75 g,在微纳操作、晶圆缺陷检测和超精密加工领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 惯性致动 微型机器人 压电驱动器 模块化设计 运动特性

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高应变率下金属动态行为表征和断裂研究

5

作者 张哲伟 尚宏春 +2 位作者 赵文 燕超 杨臻 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期40-46,共7页

用5种加载速率拉伸试验,研究两种晶体结构金属的应变率效应,结合Drucker屈服方程和MMC断裂准则,分别用Johnson-Cook、Zerilli-Armstrong和Modified Johnson-Cook硬化模型标定试验数据。结果表明:DP80钢和OFHC的预测误差最小的模型分别为... 用5种加载速率拉伸试验,研究两种晶体结构金属的应变率效应,结合Drucker屈服方程和MMC断裂准则,分别用Johnson-Cook、Zerilli-Armstrong和Modified Johnson-Cook硬化模型标定试验数据。结果表明:DP80钢和OFHC的预测误差最小的模型分别为ZA BCC模型和MJC模型。模型的数值模拟结果和标定结果一致,但应变率越高,温升效果越明显。冲击试验表明,有限元模拟结果与试件断裂形貌基本一致,所建立的模型能准确地反应金属的动态失效行为。 展开更多

关键词 动态行为 应变率效应 韧性断裂 参数标定 有限元分析

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基于RLMD与SSA-BP的采煤机工况模式识别

6

作者 王佳宁 魏秀业 +1 位作者 贺全玲 贺妍 《煤炭技术》 CAS 2024年第7期220-224,共5页

针对采煤机工作环境恶劣、振动噪声大、故障率高等特点,提出了一种基于鲁棒性局部均值分解(RLMD)结合麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的采煤机工况模式识别方法。首先,对不同工况下采集到的振动数据进行小波包阈值降噪,之后进行RLMD分... 针对采煤机工作环境恶劣、振动噪声大、故障率高等特点,提出了一种基于鲁棒性局部均值分解(RLMD)结合麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的采煤机工况模式识别方法。首先,对不同工况下采集到的振动数据进行小波包阈值降噪,之后进行RLMD分解,选取相关系数大于0.1的P_(F)分量对信号进行重构,选取排列熵、样本熵、模糊熵作为每条数据的特征集,最后输入到SSA-BP神经网络中进行工况模式识别,并与PSO-BP、GA-BP的识别结果进行对比,仿真结果表明:该方法的迭代次数最少,同时准确率最高,可达98.33%;最后也对比了数据预处理前后的准确率,证实了所提及的小波包阈值降噪结合RLMD的双重降噪方法的有效性。 展开更多

关键词 采煤机 模式识别 小波包阈值降噪 RLMD SSA-BP

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非晶合金中剪切温升的研究进展

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作者 李娇娇 范婧 王重 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期199-206,共8页

区别于传统的晶态金属材料,非晶合金(BMGs)不具备长程有序结构,其塑性变形载体为剪切带。剪切带一旦形成,便很快发展成为裂纹,引发材料的灾难性断裂。剪切不稳定性的研究有助于非晶合金塑性变形机理的理解,并可为非晶合金塑性变形能力... 区别于传统的晶态金属材料,非晶合金(BMGs)不具备长程有序结构,其塑性变形载体为剪切带。剪切带一旦形成,便很快发展成为裂纹,引发材料的灾难性断裂。剪切不稳定性的研究有助于非晶合金塑性变形机理的理解,并可为非晶合金塑性变形能力的提高提供设计思路。近年来,基于非晶合金的结构特点,科研工作者努力探究非晶合金的剪切不稳定性,主要提出了结构软化诱导的剪切不稳定性和热软化引发的剪切不稳定性两种机制。本文重点总结了非晶合金中剪切温升的研究进展,介绍了测试应变速率、外部约束、试验机刚度和测试温度对剪切温升的影响,指明非晶合金中剪切引入的热远低于玻璃转变温度,暗示热软化对剪切不稳定性的影响是微弱的。本文最后对非晶合金中剪切不稳定性机制的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 非晶合金 剪切不稳定性 剪切温升 锯齿流变 热软化

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大高径比硅纳米阵列结构制作工艺及表面润湿性

8

作者 黎相孟 魏慧芬 张雅君 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期170-178,共9页

具有表面润湿特性的大高径比纳米结构在诸多领域有广泛的应用,如液滴的微流控输运等。然而,大高径比纳米结构的低成本制造具有一定的挑战性。为此,采用二氧化硅纳米粒子自组装制备的薄膜及线条阵列的掩蔽干法刻蚀工艺,通过调节Bosch工... 具有表面润湿特性的大高径比纳米结构在诸多领域有广泛的应用,如液滴的微流控输运等。然而,大高径比纳米结构的低成本制造具有一定的挑战性。为此,采用二氧化硅纳米粒子自组装制备的薄膜及线条阵列的掩蔽干法刻蚀工艺,通过调节Bosch工艺刻蚀步数,实现了高径比从2∶1至几十比一的硅纳米结构。以纳米粒子薄膜和纳米粒子线条阵列作为掩蔽层进行刻蚀制备的硅纳米阵列结构表面分别展示了各向同性和各向异性的表面润湿特性。实验结果表明,随着刻蚀步数的增加,表面润湿特性发生从Wenzel亲水状态向Cassie-Baxter疏水状态的转变,同时各向异性的静态接触角和滑动角呈逐渐减小趋势。另外,纳米墙阵列结构表面展现了近似于荷叶效应的超疏水特性,前进接触角达到160°以上,而滑动角小于5°,利用具有不同粘附特性的表面,可以实现液滴从低粘附表面向高粘附表面转移。 展开更多

关键词 纳米结构 大高径比 干法刻蚀 Bosch工艺 疏水特性 润湿特性

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面向近红外成像超透镜的设计与仿真 被引量：2

9

作者 王杰 黎相孟 +1 位作者 吉卓琪 祝锡晶 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期114-119,共6页

由亚波长单元结构组成的超表面是近年来平面光学透镜的重点研究对象,而由超表面组成的平面超透镜与传统透镜相比,在相位调控、偏振操控、全息成像、负折射率隐身等领域有显著优势。鉴于平面超透镜的微型化、轻量化和易集成化等方面的优... 由亚波长单元结构组成的超表面是近年来平面光学透镜的重点研究对象,而由超表面组成的平面超透镜与传统透镜相比,在相位调控、偏振操控、全息成像、负折射率隐身等领域有显著优势。鉴于平面超透镜的微型化、轻量化和易集成化等方面的优势,而传输型相位调控原理更加适于近红外波段的应用,且对入射光偏振态无特殊要求,本文采用时域有限差分方法(FDTD)设计并优化了一种硅基的近红外波段的超透镜。所设计的超透镜焦距为15μm,直径为20μm,所达到的数值孔径(NA)为0.56,聚焦效率为68.3%,适用于所有入射偏振且在目标波长为700 nm范围内聚焦性能优良。本文研究结果为实现近红外超透镜轻薄化和平整化提供了新思路,有望优化红外探测器镜头的设计,提高红外探测的效率。 展开更多

关键词 超透镜 成像 高效 红外探测

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掘进工作面离心风机集流器设计及内部仿真

10

作者 魏秀业 赵晶 《煤炭技术》 CAS 2018年第4期209-211,共3页

为了提高掘进工作面离心风机导流效果,提出对离心风机圆弧形集流器加米字支撑架改造。通过建立离心风机几何模型和数值模型,并施加边界条件,利用Fluent软件对加米字圆弧集流器和普通圆弧集流器离心风机进行了整机内部流场数值模拟,采用T... 为了提高掘进工作面离心风机导流效果,提出对离心风机圆弧形集流器加米字支撑架改造。通过建立离心风机几何模型和数值模型,并施加边界条件,利用Fluent软件对加米字圆弧集流器和普通圆弧集流器离心风机进行了整机内部流场数值模拟,采用Tecplot软件进行后处理,显示同流量下离心风机的压力云图。 展开更多

关键词 掘进工作面 离心风机 集流器 数值模拟

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肠道微型仿尺蠖式机器人机载供能线圈优化 被引量：2

11

作者 高晋阳 颜国正 +1 位作者 石云波 刘俊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期152-159,共8页

采用无线电能传输技术供能的微型仿尺蠖式机器人在肠道疾病微创诊疗方面具有重要的应用价值,其机载供能线圈由圆环形磁芯和缠绕于磁芯上的圆环形绕组构成.本文提出一种机载供能线圈快速设计优化方法.首先,通过对绕组中各匝绕线进行几何... 采用无线电能传输技术供能的微型仿尺蠖式机器人在肠道疾病微创诊疗方面具有重要的应用价值,其机载供能线圈由圆环形磁芯和缠绕于磁芯上的圆环形绕组构成.本文提出一种机载供能线圈快速设计优化方法.首先,通过对绕组中各匝绕线进行几何建模,测定磁芯磁导率分布,分析金属零件涡流效应对供能线圈参数影响,建立了供能线圈的集成环境模型.然后,结合电磁理论,计算了供能线圈在集成环境中的互感和等效串联电阻.最后,以最大化供能线圈输出功率为目标,在温升安全性要求和机器人内部空间约束下,对绕组的轴向位置、层数、匝数和线径进行优化,获得了各设计参数选取的一般性结论.采用优化设计参数的绕组尺寸仅为(12.0~12.4)mm×9.9 mm,当其位于磁芯轴向中心位置时,输出功率高达1478.3mW. 展开更多

关键词 无线电能传输 仿尺蠖机器人 机载供能线圈 集成环境 快速设计优化

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喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制 被引量：3

12

作者 乔伟根 王日俊 +3 位作者 曾志强 党长营 段能全 杜文华 《农机化研究》 北大核心 2022年第6期9-17,共9页

针对所搭载药箱内药液变化导致四旋翼植保无人机喷洒作业品质下降的问题,为实现喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制,提出一种喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制方法。在考虑喷洒作业下药液变化影响的前提下,建立了四旋... 针对所搭载药箱内药液变化导致四旋翼植保无人机喷洒作业品质下降的问题,为实现喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制,提出一种喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制方法。在考虑喷洒作业下药液变化影响的前提下,建立了四旋翼植保无人机的非线性动力学模型。在原有PD控制的基础上,引入模糊控制器对控制参数进行在线自适应整定,从而实现喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制。实验结果表明:所提出的方法能够保证喷洒作业下四旋翼植保无人机的稳定跟踪控制,且响应速度快、超调量小,满足四旋翼植保无人机喷洒作业条件下的跟踪控制需求。 展开更多

关键词 四旋翼植保无人机 喷洒作业 参数整定 轨迹跟踪

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旋转超声磨削平行砂轮复合变幅器设计与试验 被引量：3

13

作者 周瑞峰 秦慧斌 +2 位作者 冯毅 庞学慧 吕明 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第4期553-561,共9页

为了获得大负载平行砂轮复合变幅器的设计方法,将复合变幅器简化为复合变幅杆与多阶环盘组成。利用Mindlin中厚板理论,求解了各振动环盘的位移、转角、弯矩和剪力解析表达式,通过复合变幅杆各振动单元间的力、位移的边界条件和连续条件... 为了获得大负载平行砂轮复合变幅器的设计方法,将复合变幅器简化为复合变幅杆与多阶环盘组成。利用Mindlin中厚板理论,求解了各振动环盘的位移、转角、弯矩和剪力解析表达式,通过复合变幅杆各振动单元间的力、位移的边界条件和连续条件,以及复合变幅杆和环盘两者结构间力与位移的耦合条件,建立了复合变幅器的数学模型和频率方程。针对频率方程进行编程求解,设计了平行砂轮复合变幅器。通过有限元仿真分析、实物阻抗特性试验、谐振试验验证。试验结果表明:平行砂轮复合变幅器的实际谐振频率、节圆位置与理论设计的误差小于5%,验证了其理论设计方法的正确性。为研制大负载平行砂轮复合变幅器提供了一种有效的设计方法。 展开更多

关键词 平行砂轮 复合变幅器 Mindlin理论 频率方程 谐振试验

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基于PSO-VMD-小波包阈值降噪的采煤机振动特性研究 被引量：6

14

作者 赵峰 魏秀业 程海吉 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第4期147-150,共4页

针对双滚筒采煤机振动噪声大的特性,以型号为MG160-375-WD的采煤机摇臂为研究,提出了一种基于互相关分析的变分模态分解(VMD)和小波包阈值去噪方法。首先,利用粒子群算法(PSO)优化VMD算法中的惩罚因子α和分解层数Κ。其次,通过选取VMD... 针对双滚筒采煤机振动噪声大的特性,以型号为MG160-375-WD的采煤机摇臂为研究,提出了一种基于互相关分析的变分模态分解(VMD)和小波包阈值去噪方法。首先,利用粒子群算法(PSO)优化VMD算法中的惩罚因子α和分解层数Κ。其次,通过选取VMD最优分解层K,根据互相关分析确定临界相关系数,从所有模态分量中搜寻极优分量。最后,利用小波包阈值去噪对极优模态分量进行处理。试验结果表明,该方法对含强白噪声的信号去噪效果具有优势,保全信号的有效分量,克服了传统VMD去噪的盲目性,保证了去噪后信号的真实性。 展开更多

关键词 采煤机 摇臂 变分模态分解 小波包阈值 粒子群优化

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尺寸形貌对硅纳米锥阵列结构反射特性的影响 被引量：1

15

作者 黎相孟 祝锡晶 +2 位作者 魏慧芬 崔学良 李建素 《河北科技大学学报》 CAS 2018年第6期487-493,共7页

为了探讨不同尺度和形貌的硅纳米锥阵列结构表面的光学特性,采用基于纳米粒子自组装薄膜掩蔽的亚微米干法刻蚀工艺,在硅基材表面制备了纳米锥阵列结构,并对纳米锥阵列结构进行了形貌表征及光学测试。结果表明,采用SF6和C4F8混合气体,其... 为了探讨不同尺度和形貌的硅纳米锥阵列结构表面的光学特性,采用基于纳米粒子自组装薄膜掩蔽的亚微米干法刻蚀工艺,在硅基材表面制备了纳米锥阵列结构,并对纳米锥阵列结构进行了形貌表征及光学测试。结果表明,采用SF6和C4F8混合气体,其体积流量分别为12sccm和27sccm,功率750 W,偏压25V时,可以获得光学减反射性能优异的纳米锥阵列结构。通过调节刻蚀时长获得形貌相似而尺寸不同的硅纳米锥阵列结构。200nm和400nm周期硅纳米锥阵列结构表面具有2%～3%的反射率,而800nm周期硅纳米锥阵列结构表面则接近于硅基材背面的反射率并高于10%,说明亚波长结构的减反射特性更加显著。从实验上揭示了尺寸形貌对硅纳米锥阵列结构反射特性的影响规律,为进一步研究光学器件方面的应用提供了参考。 展开更多

关键词 等离子体动力学 干法刻蚀 硅纳米锥阵列 亚波长结构 减反射

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超声辅助磨削杯形砂轮变幅器设计与试验 被引量：1

16

作者 牛金荣 秦慧斌 +2 位作者 冯毅 周瑞峰 吕明 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第3期344-353,共10页

超声辅助磨削在硬脆材料的加工中应用广泛。为研制以杯形砂轮为加工工具的超声辅助磨削主轴附件式工具系统,建立了杯形砂轮变幅器的理论模型,推导了其频率方程,并通过Matlab开发了杯形砂轮变幅器设计软件。利用该软件结合有限元分析对... 超声辅助磨削在硬脆材料的加工中应用广泛。为研制以杯形砂轮为加工工具的超声辅助磨削主轴附件式工具系统,建立了杯形砂轮变幅器的理论模型,推导了其频率方程,并通过Matlab开发了杯形砂轮变幅器设计软件。利用该软件结合有限元分析对杯形砂轮变幅器进行了设计。将研制的杯形砂轮变幅器与BT40刀柄一体化外套筒、导电滑环装配组成了杯形砂轮超声辅助磨削主轴附件式工具系统。对该超声振动系统进行了阻抗分析试验及超声谐振试验,结果表明,该超声振动系统阻抗性能较好,能够使杯形砂轮产生稳定的超声振动,验证了所提出的设计方法的正确性,为主轴附件式超声磨削装置的设计提供了理论参考。 展开更多

关键词 超声辅助磨削 杯形砂轮变幅器 Mindlin理论 有限元分析

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小模数焊接齿轮焊缝超声水浸自动检测系统研制

17

作者 朱丽梅 张吉堂 王爱玲 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2010年第6期89-91,共3页

针对小汽车变速箱小模数焊接齿轮环焊缝检测中内孔面尺寸小,无法进行手工检测的问题,开展小模数焊接齿轮环焊缝超声自动检测技术研究,并开发自动检测系统,提高了检测效率,保证检测质量。

关键词 超声检测 小模数齿轮 环焊缝 自动化

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圆柱体振子纵径耦合振动频率的理论计算

18

作者 佘银柱 王时英 +1 位作者 秦慧斌 吕明 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期915-921,共7页

振子的实际振动都是不同振动模式之间的耦合振动,薄板径向振动理论、变幅杆一维设计理论等都是三维弹性理论的简化形式,都有相应的适用范围,否则将产生大的计算误差。通过设定纵径耦合系数,由弹性动力学理论推导出了圆柱体振子纵径耦合... 振子的实际振动都是不同振动模式之间的耦合振动,薄板径向振动理论、变幅杆一维设计理论等都是三维弹性理论的简化形式,都有相应的适用范围,否则将产生大的计算误差。通过设定纵径耦合系数,由弹性动力学理论推导出了圆柱体振子纵径耦合振动的频率方程,并通过与有限元分析结果及实验测量值的比较,证明了该方法具有非常高的计算精度。在圆柱体振子的纵径耦合振动中,其长径比(或厚径比)越大,振子的纵向振动越强,反之振子的径向振动越强。 展开更多

关键词 圆柱体振子 纵径耦合振动 频率方程

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超磁致伸缩换能器磁路设计及振动性能测试

19

作者 刘强 秦慧斌 +1 位作者 贺西平 王一凡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期228-236,共9页

研制了一种超磁致伸缩换能器。为了改善磁路,提高换能器的振动性能,利用有限元法对换能器进行仿真计算,重点研究了导磁块和导磁筒对换能器性能的影响,又仿真计算了换能器工作时的温升;对研制的换能器阻抗和振幅进行了测量;结果表明:随... 研制了一种超磁致伸缩换能器。为了改善磁路,提高换能器的振动性能,利用有限元法对换能器进行仿真计算,重点研究了导磁块和导磁筒对换能器性能的影响,又仿真计算了换能器工作时的温升;对研制的换能器阻抗和振幅进行了测量;结果表明:随着导磁筒厚度的增加,Terfenol-D棒的磁场强度先增大后减小,磁场均匀度先减小后不变,输出振幅先增大后略有减小;随着导磁块厚度的增大,Terfenol-D棒的磁场强度和磁场均匀度增大,输出振幅也增大;与无导磁筒的换能器相比,有导磁筒的换能器的机电转换系数和输出振幅均较大,但工作相同时间后的温度较高。该研究提供一种对超磁致伸缩换能器的磁路结构进行设计优化,并提高其振动性能的仿真计算方法。 展开更多

关键词 超磁致伸缩材料 超声换能器 磁路优化 有限元法

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基于炭黑/石墨烯功能油墨的印刷柔性双模态传感器制备及性能研究

20

作者 曾亚楠 于瑞恩 +3 位作者 田志聪 王倩 田彬 胡京博 《印刷与数字媒体技术研究》 CAS 北大核心 2023年第6期115-126,共12页

柔性传感器的应用领域非常广泛,涵盖了健康监测、智能穿戴、医疗诊断等众多领域,为创造更加灵活、智能的产品提供了重要的技术支持。为了研究不同功能油墨体系中各组分及其相对含量对柔性传感器性能的影响,本研究选用纸作为基底,以炭黑(... 柔性传感器的应用领域非常广泛,涵盖了健康监测、智能穿戴、医疗诊断等众多领域,为创造更加灵活、智能的产品提供了重要的技术支持。为了研究不同功能油墨体系中各组分及其相对含量对柔性传感器性能的影响,本研究选用纸作为基底,以炭黑(CB)、石墨烯为导电填料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,采用丝网印刷工艺制备了柔性温度/应变传感器。研究了柔性传感器在25~50℃范围内电阻值的相对变化,以及在10°~60°角度范围内弯曲的电阻变化。实验结果表明,CB/石墨烯/PDMS薄膜的温度电阻系数(TCR)值与弯曲角度响应可以通过CB与石墨烯的质量比来控制。CB与石墨烯的质量比为1∶2时,所制备的传感器在25℃~45℃范围内具有较好的温度敏感性(1.258%℃^(-1))和良好的线性度(R^(2)=0.991);CB与石墨烯的质量比为2∶1时,所制备的传感器在10°~60°角度范围内具有较好的弯曲灵敏度和良好的线性度。这些结果表明,由CB/石墨烯/PDMS复合材料制成的柔性传感器在智能包装领域具有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 功能油墨 丝网印刷 温度传感器 应变传感器

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