新型压电旋转驱动器的设计与性能测试

为了降低压电旋转驱动器的成本,提高承载能力,实现分辨率可调,设计研制一种新型压电旋转驱动器。驱动器采用单个压电堆栈作为原动件,经二级位移放大机构将压电堆栈的变形进行放大,再通过运动转换将放大后的直线运动转化为棘轮转子的旋转转动。制作了压电旋转驱动器样机,对其进行试验测试。试验结果表明:驱动器的输出转角具有很好的可控性,当驱动电压分别为200 V、350 V和650 V时,可获得三种稳定的单步输出转角,旋转分辨率为0.034 9 rad,最大承载扭矩为0.392 N·m。频率为20 Hz时,最大运转速度为2.094 4 rad/s。该驱动器在降低成本的同时,还具有分辨率可调、运转速度较高和承载能力强的优点,在精密驱动和大转角驱动领域有较大的应用潜力。

电磁振动给料机的振动分析

在对电磁振动给料机进行振动分析的基础上 ,阐述了电磁振动给料机的动力学特性及物料输送原理 。

形状记忆合金(SMA)弹簧动作器的设计研究

利用示差扫描热分析(DSC)的方法研究了形状记忆合金(SMA)的相变特性,并对其热力学性能进行了测试分析,获得了马氏体和奥氏体状态下的弹性模量,采用表观设计法设计了形状记忆合金弹簧动作器,为形状记忆合金弹簧动作器驱动的结构设计和分析提供理论基础。

碳纤维增强聚苯乙烯形状记忆复合材料的弯曲性能

为了提高聚苯乙烯形状记忆聚合物的弯曲性能,制备了碳纤维增强聚苯乙烯形状记忆复合材料,并对其弯曲回复性能和弯曲性能进行了测试分析。结果表明:碳纤维增强聚苯乙烯形状记忆复合材料具有很好的形状回复性能,当回复时间在6 min以前其弯曲回复率高于聚苯乙烯的,最大回复率达98%;25℃时该复合材料承受的最大弯曲载荷约为聚苯乙烯的145%,达113 N,45℃时约为聚苯乙烯的108%,达39 N;塑性失效后复合材料的承载能力优于聚苯乙烯。

苯乙烯基形状记忆复合材料梁的弯曲性能分析

为了提高形状记忆聚合物(SMP)的刚度性能,研制了纤维增强苯乙烯基形状记忆聚合物复合材料(SMPC),对其动态力学和弯曲性能进行了测试分析,采用有限元分析法得到SMP和SMPC梁的弯曲变形规律,并利用经典层合板理论对其刚度进行分析。结果表明:SMPC材料的弯曲回复率和抵抗变形的能力都高于纯SMP材料。在等温度条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与载荷呈线性关系;在等载荷条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与温度呈非线性关系。SMPC的刚度特性使其应用领域得到拓展。

磨机筒体的应力及变形规律的研究

针对球磨机运转时常发生筒体破坏的实际问题,根据线弹性理论和电测原理,对Φ3×11m磨机筒体的应力和变形规律进行分析,实测表明:筒体变形很大,产生离心惯性力,发生振动与冲击;筒体受研磨体冲击,发生振动,导致强度不足而破坏。该结果为改进筒体设计提供了理论基础和可靠的依据。

SMA动作器结构变形的主动控制

根据机翼结构变形控制中主动控制的设计思想和形状记忆合金(SMA)弹簧的特性,设计了一种新型的SMA弹簧动作器,将其应用到机翼骨架结构中。利用ADAMS软件对机翼主动控制进行仿真,对驱动位置进行优化设计。仿真结果表明:该设计实现了机翼骨架结构的主动变形控制,减轻了结构的重量,为无人机的主动控制设计提供了一种新的方法。

球磨机筒体应力场的有限元分析

球磨机运行过程中承受动载荷,筒体受到冲击而产生振动,时常发生破坏。根据城海水泥公司3×11 m球磨机筒体的实际受力状况进行简化建模,并运用ANSYS软件对筒体进行仿真分析,计算出筒体的应力分布规律,通过比较理论值与实验值,找出筒体破坏的主要原因,为球磨机的维护与设计提供理论依据,对现场生产有重要的指导意义。

φ3×11m磨机中空轴联接螺栓的断裂原因分析

针对球磨机运转时中空轴联接螺栓常发生断裂的实际问题,根据线弹性理论,对Φ3×11m磨机的中空轴联接螺栓进行力学分析,研究其应力分布规律,研究表明:联接螺栓在循环的交变应力作用下,强度明显不足,必然会引起断裂。研究结果为改进螺栓提供了理论基础和可靠的依据。

大学力学基础课实施案例教学的探索与实践

以力学基础课建设为契机,针对力学基础课教学中存在的问题,按照应用型人才培养模式要求,通过开展"四个"结合,转变教育理念,改革教学内容与方法,实施案例教学,培养学生的工程实践能力,为培养应用型人才奠定力学基础。

力学基础课中培养学生应用能力的探索与实践

力学基础课是工科专业的基础课,对培养学生的工程素质和应用能力具有重要作用。为培养具有扎实理论基础知识的应用型工科人才,将CDIO工程教育理念与"大工程、大德育、大实践"的应用型人才培养教育理念相结合,按模块化构建力学基础课教学体系框架,对理论教学体系和实践教学体系进行改革创新,以期夯实学生力学知识基础,提升应用能力。

压电驱动一维微动平台的动力性能仿真

为降低一维微动平台定位机构的复杂性，消除输出位移的耦合，根据s型柔性铰链的结构特性，设计了基于压电堆栈驱动和S型柔性铰链为定位机构的一维微动平台。应用ANSYS软件对其进行动力性能仿真分析。结果表明：材料的许用应力340MPa，微动平台的最大应力为37MPa，这小于许用应力，满足强度设计要求。微动平台可以实现0～46．8μm的微位移输出。该结果为进一步研究二维微动平台提供了参考依据。

基于非线性的压电层合板弯曲

考虑几何非线性和非线性压电效应,研究了压电材料作为变形驱动器的压电层合板的弯曲,建立了基于非线性的压电层合板的广义本构方程。利用Ritz法得到悬臂压电层合板的弯曲变形与作用电场间的非线性关系。计算分析表明:在强电场的作用下变形会迅速偏离线性结果,此时必须考虑非线性压电效应,而线性分析只适合于低电场的情况。

椭圆形等直杆自由扭转的加权残值法力学分析

针对椭圆形等直杆的自由扭转问题，建立了加权残值压力学分析的基本理论，并用最小二乘法推导出了应力计算的公式。经实验检验，理论值与实验值能较好吻合，表明该理论也可用于解决椭圆等直杆的约束扭转问题。

磨机隔仓板篦孔磨损规律的研究

据动力学分析原理 ,研究了物料在篦孔中的运动规律及篦孔的磨损规律 ,研究结果为进一步改进篦孔设计奠定了理论基础和可靠依据 ,对提高企业的经济效益。

材料力学案例教学的实践与研究

材料力学是一门专业技术基础课。针对土木工程专业学生开设的材料力学课程的教学特点和教学环境,充分利用教室中的投影仪吊杆、桌椅与地面的连接件及梁柱等,在教学中进行了就地取材式案例教学的实践与研究,改变了传统教学中教师单一的主体地位和教材多年的固定化模式,为培养学生树立工程意识和解决工程实际问题的能力进行了有益的尝试。

非球形弹丸超高速撞击充气压力容器碎片云特性数值模拟

为解决非球形弹丸正撞击充气压力容器问题,应用非线性动力学分析软件AUTODYN,在相同质量和速度的条件下,采用光滑质点流体动力学方法 SPH,对具有不同长径比的圆锥形弹丸、圆柱形弹丸撞击压力容器产生的碎片云特性进行数值模拟,分别分析圆锥形弹丸、圆柱形弹丸长径比对碎片云形态、尖端速度及径向扩展直径的影响。结果表明:弹丸形状及弹丸长径比对碎片云在高压气体中的运动特性影响较大。随着弹丸长径比的增加,圆柱形弹丸碎片云径向扩展直径减小;随着弹丸长径比的增加,相同质量和相同撞击速度的圆锥形弹丸及圆柱形弹丸碎片云的损伤力增强。

工程力学课程中应用型人才培养的教学研究与实践

工程力学是工科专业重要的技术基础课,对工程力学课程进行教学方法改革,构建教学新模式对高等教育培养应用型人才尤为重要。更新教学观念、完善教学内容、强化实践环节、注重多种教学方法和手段的综合运用,将应用型人才培养教育理念融入到各个教学环节中,重视工程力学与工程实践的结合,培养学生综合能力,达到应用型人才培养的目标。

形状记忆聚合物复合材料梁的弯曲变形

基于形状记忆聚合物(SMP)材料研制了热激励主动变形的纤维增强形状记忆聚合物复合材料(SMPC),对其动态力学性能进行了测试分析,应用有限元模拟分析法和层合板理论,得到SMP和SMPC悬臂梁的弯曲变形与刚度变化曲线。分析表明:SMPC材料抵抗变形的能力高于SMP材料。在等温度条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与载荷呈线性关系;在等载荷条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与温度呈非线性关系。SMPC的刚度特性使其在高温下应用领域得到拓展。

材料力学案例教学方式研究

材料力学是工科院校一门重要的技术基础课,它是架起基础课与专业课之间的桥梁。对该课程的教学改变了以往以传授知识为主的方式,引入日常和工程案例,吸引学生兴趣,发挥学生分析解决工程实际问题的主动性,提高学生工程应用能力。