膨胀节波纹管优化设计

在对膨胀节波纹管结构分析的基础上,以单波补偿量最大、质量最小为优化目标,建立了膨胀节波纹管优化设计数学模型,采用以离散复合形法为基础的混合离散变量组合型优化方法求解数学模型,并运用二次曲线加速、贴边搜索、最终反射技术等辅助功能,提高系统的优化效能,获得了较好的优化效果。

金属波纹管低周疲劳寿命及可靠性的研究

应用有限元法、试验、数理统计等综合分析方法,对金属波纹管低周疲劳寿命及其可靠性进行研究和探讨。通过波纹管材料疲劳寿命试验、软件仿真分析、产品疲劳寿命试验及相关数据研究,金属波纹管的疲劳寿命呈威布尔分布规律,其寿命分散度也较大。在实际产品设计时将有限元仿真分析、工程设计和试验有机地结合在一起,研究波纹管的可靠寿命和安全系数,能够提高设计精度和可靠性。

U型波纹管稳定性非线性有限元分析

该文提出了利用有限元法 ,在考虑几何非线性 ,材料非线性情况下 ,对承受有轴向、横向、转角位移载荷和内压载荷的波纹管进行非线性静力分析 ,描述屈曲前的平衡路径、最终确定屈曲临界载荷 ,比较精确地反映了其力学性能 ,为波纹管的稳定性研究与设计提供了有效手段。

波纹管的发展与应用

回顾了波纹管的发展历史,评述了波纹管的静力和动力特性以及隔振降噪性能等方面的研究工作。对波纹管在工程设计和理论研究中的一些主要成果作了较详细的总结,指出了现存的主要问题,展望了未来的发展方向。

光敏电阻基本特性测量实验的设计

介绍了测量 Cd S光敏电阻的伏安特性和光照特性的实验方法 ,并给出了相应的实验结果 .

压电阻抗技术用于智能螺栓的实验研究

针对工程结构中的螺栓连接件易松动的问题,进行了基于压电阻抗技术(EMI)的螺栓松动监测实验。实验将锆钛酸铅压电陶瓷材料(PZT)直接粘贴在螺栓和螺母上,通过万能试验机对螺栓施加不同的拉力来模拟螺栓预紧力的变化,采用精密阻抗分析仪提取不同螺栓和螺母上压电材料的导纳信号,引入基于电导纳的均方根偏差(RMSD)损伤指标,建立螺栓松动程度和预紧力之间的对应关系。试验结果表明,不同型号的螺栓和螺母上安装的压电材料都可以感知预紧力的变化;得到了损伤指标(RMSD)和预紧力之间的定量对应关系;通过分析损伤指标和预紧力之间的关系可得到螺栓的松动情况,并且可直接定位松动的螺栓。研究表明基于压电阻抗技术的智能螺栓(智能螺母)可以实现松动自检测。

基于单壁碳纳米管阵列的力敏传感器

利用传统的硅微加工技术,在硅片上制作出平行的微电极对,然后对硅片进行深刻蚀穿通,在微电极对之间获得长方形的贯通缝。接着利用大气流定向式的化学气相沉积方法在带有贯通缝与微电极的硅片上生长出超长单壁碳纳米管阵列,使单壁碳纳米管阵列较整齐地悬于平行电极对之间,待将生长有纳米管的硅片粘在聚氯乙稀薄板上之后,再用激光技术切除掉贯通缝的连接部分,使作用于聚氯乙稀薄板上的力能够直接传递到单壁碳纳米管阵列。引出导线,完成此微纳力敏传感器件的制作。随后主要开展悬空单壁碳纳米管阵列应变传感方面的研究,获得了较高的压阻因子与线性度。结果表明这种制作方法具有过程简单、成本低等特点,为基于碳纳米管的微纳传感器件的制作提供新的思路。

气－热复合敏感元件的理论分析

本文从理论上分析了热敏元件对气敏元件的温度补偿原理，指出了构成低温漂复合元件分立元件需要满足的条件，阐述了实验上的可行性。

硅酸镓镧晶体声表面波压力敏感特性研究

针对采用新型压电材料硅酸镓镧(LGS)研制声表面波高温压力传感器的需要,利用微扰理论对LGS在双旋转平面内的压力敏感特性进行了理论分析,以等高线的形式给出了LGS在二维旋转平面内的压力对敏感系数.结合温度及机电耦合特性,优化出了适合压力传感器的切向范围,并对欧拉角为(0,150°,22°)的切向基片的压力敏感特性进行了实验研究.验证了谐振频率的变化与外界压力成线性关系,且理论与实验结果趋势基本一致.

同心圆排布管束流体弹性不稳定性模拟研究

流体弹性不稳定性是换热器管束振动中最重要的激振机理,对同心圆排布管束的流体弹性不稳定性研究可以为该类型换热器的设计制造及维护提供参考。基于同心圆排布的几何特点,建立了类正方形排布、过渡排布和类三角形排布3个具有代表性的物理模型,采用 ANSYSCFX软件进行了流固耦合模拟计算,获得流场信息和振动特性。通过对同心圆排布不同位置处的临界流速、主振方向进行分析,发现主振方向会随间隙流速增大,由顺流方向变为横流方向;在 3种排列中,类正方形排布区域临界流速最大,过渡排布区域临界流速最小,结果表明,同心圆排布管束中过渡排布最易失稳,在设计及工程应用中应重点关注该区域。

阻容型线式温度敏感元件的特性研究

介绍了一种新型的线式温度敏感元件,该元件具有电阻和电容两个温度特性参数,具有监测空间范围大、可靠性高、二次仪表系统简明等特点和优点。

刚性管对正方形排布管束流体弹性不稳定性的影响研究

采用水洞试验,将中心管上下游不同位置管束改为刚性管,测定了不同流速下中心管的振动响应,研究了刚性管对正方形排布管束的流体弹性不稳定性的影响。试验结果表明,上游刚性管对中心管振动的抑制效果比下游刚性管明显。上游刚性管数量的不同对中心管振幅的影响较小,但对其临界流速的影响较大。上游刚性管间距的不同对中心管振幅和临界流速的影响不同。试验结果可为工程实践提供参考和依据。

受损正拱形爆破片的爆破及疲劳性能试验研究

稳定的爆破片性能是压力容器安全泄放的关键。针对工业中受实际操作影响产生的损伤爆破片安全性能问题,建立了爆破片爆破及疲劳性能试验平台,研究了挤压、划伤等异常工况下正拱形爆破片爆破压力及疲劳寿命的变化规律。结果表明,挤压损伤试验工况下,爆破片爆破压力基本不变,疲劳寿命相较正常爆破片下降近95%;划伤损伤试验工况下,爆破压力随划伤位置的变动而改变,疲劳寿命进一步下降,最短疲劳寿命位于1/2拱面附近。研究表明,长期工作中,异常工况损伤爆破片的更换是极其必要的。

基于驰振的压电能量采集器建模与实验研究

在压电能量采集器分布参数模型的基础上,对驰振作用下悬臂式压电能量采集器的振动和能量采集情况作进一步理论分析,得到质量块起振风速以及从起振到驰振过程中所采集到功率的解析解。利用直流式闭口低速风洞分别对正三棱柱、正四棱柱悬臂式压电能量采集器进行实验测试,结果表明,正四棱柱能量采集器和正三棱柱能量采集器的采集功率分别达到0.248 5mW和0.125 9mW。通过对采集功率和电压时程曲线进行对比,其理论解和实验值吻合程度较高,理论模型具有较高精度。通过理论模型分析发现:风速越大,质量块质量越小,能量采集器采集功率越高;对于不同条件下的能量采集器均存在最优外载阻值,低风速下还会出现双最优外载阻值。

用于微小飞行器姿态测量的红外地平仪研制

针对高动态条件下微小型飞行器姿态测量的难点,利用多个红外温度传感器集成设计三轴红外地平仪可提取飞行载体相对于地平线的倾角。通过对红外信号的采集、存储和处理,较好地解算了飞行器滚转和俯仰姿态角。设计了利用微惯性姿态系统和红外地平仪系统对比试验。试验结果表明:利用三轴红外地平仪进行微小飞行器姿态测量方法可行,结果可信。该方法是常规基于惯性姿态测量方法的一种可行替代和补充方案。

聚合物微流控芯片激光加工及建模研究

在CO2 激光直写聚合物PMMA微流控芯片加工原理基础上 ,对建立激光直写PMMA微流道的数学模型进行了研究。采用能量守恒原理对激光直写PMMA微流道成形进行分析 ,结果表明其微流道的形状呈高斯函数型分布 ,并获得了微流道深度与激光功率、加工速度及加工次数的函数关系模型。实验数据较好地验证了所建模型的正确性 ,该模型对CO2

S型焊接金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用ANSYS Workbench(AWE)软件的Fatigue Tool工具箱和S-N曲线,分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderberg直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法,对S型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。

几种带补偿功能的三光纤传感器的分析

在单光纤对光耦合模型的基础上 ,研究了三种带补偿功能的三光纤反射式位移传感器 ,建立了通用的光耦合的数学模型。仿真研究了它们的位移特性 ,并比较了它们的优缺点。研究结果表明 ,采用三光纤的光纤位移传感器不但线性范围、位移灵敏度和线性度等特性得到较好改善 。

表面结构对集成式石英谐振器性能的影响

在研究石英晶体谐振器力敏特性与加力方位角关系及晶体薄片内波的传播特性的基础上,设计制作了基于同一晶体基片上的集成式四电极谐振器。研究了这种结构的谐振器的力敏特性与加力方位、谐振频率稳定性与基片表面和边沿结构的关系。实验结果表明,谐振器的力敏特性与加力方位密切相关;对晶体基片表面进行抛光处理,能有效地消除表面缺陷对谐振器振动状态的影响,提高谐振频率的稳定性;对晶体基片边沿进行倒边处理,能缩短谐振波波幅在边沿区衰减的空间距离,抑制了谐振器振动能量沿晶片边沿的散失,使谐振器频率稳定性得到进一步提高。经表面抛光及边沿倒边处理后,谐振器频率波动的平均值分别下降到处理前的42%和30%。

低频率下波纹管膨胀节腐蚀疲劳行为模拟

针对供热管道波纹管膨胀节在设计使用期限内发生泄漏的实际问题,在低频率下对波纹管膨胀节的腐蚀疲劳行为进行模拟,用宏观、微观的方法分析研究了发生开裂泄漏的波纹管和模拟试验中波纹管的各种特征,得出了如下结论:波纹管实际腐蚀破坏中存在着腐蚀疲劳失效。经过研究表明,该波纹管有一定的耐腐蚀疲劳性能,检测未发生泄漏的波纹管可以继续使用。