机械控制式惯性压电旋转驱动器

以惯性压电旋转驱动器为研究对象,对比研究了非对称式惯性压电旋转驱动器和变摩擦力式惯性压电旋转驱动器的运动特性。分析了两种驱动器的工作原理,设计、制作了试验样机,搭建了测试系统并对两种压电旋转驱动器进行了对比试验测试。结果显示:在8Hz方波电信号的激励下,非对称式压电驱动器的旋转步距大于变摩擦力式旋转驱动器;当驱动电压为100V时,非对称式与变摩擦力式压电驱动器的回退率分别为73.19%、65.67%;在40V、8 Hz的方波激励下,非对称式与变摩擦式压电驱动器的线性度残差平方和与重复性标准差分别为0.031、0.069与0.011、0.063。试验结果表明:与变摩擦力式驱动器相比,非对称式驱动器的输出步距及回退率更大,具有较高的线性度和重复性。

新型压电叠堆驱动式射流管伺服阀的参数优化

针对目前航空工业对高频响、高精度的射流管伺服阀需求,设计了一款压电叠堆驱动式射流管伺服阀,分析了其工作原理,对其动态特性进行了分析。为进一步提高其性能,提出了一种采用正交因素分析确定关键参数合理范围,并进行响应面寻优的优化方法。采用该方法对压电叠堆驱动式射流管伺服阀的结构参数进行了最优参数的确定。仿真试验结果表明,优化后的伺服阀的性能得到了较大提升。

新型压电叠堆驱动式射流管伺服阀设计及性能研究

针对目前航空工业对高频响、高精度的射流管伺服阀需求,设计了一款压电叠堆驱动式射流管伺服阀,分析了其工作原理,研究了伺服阀的射流区及滑阀的特性,建立了其动力学模型,并通过仿真试验将其与传统的电磁式射流管伺服阀进行了对比分析。仿真试验结果表明:该型压电叠堆驱动式射流管伺服阀与电磁式射流管伺服阀相比,响应速度提升0.8 ms、频响提升5倍、稳定性好、控制精度高,且能达到需求的滑阀位移。该压电式射流管伺服阀的设计为改进传统的射流管伺服阀提供了一种新的方法。

积层式压电驱动器的有限元建模分析

该文利用有限元分析法对直动式压电伺服阀驱动元件-积层式压电驱动器的静、动态特性进行了深入的分析,建立了积层式压电驱动器多层压电结构的有限元模型,得到静态与动态工作的分析结果。理论分析的结果表明,积层式压电驱动器具有较大的输出位移与输出力,以及具有良好的动态响应特性,由其构造压电伺服阀,不会限制系统的频宽,结合合理的放大机构与阀体结构,有望达到高速、精密的伺服控制。

直动式压电气动伺服阀阀芯运动系统建模分析

本文主要研究气动控制领域的直动式压电气动伺服阀。阀芯运动机构是该阀设计的核心部分,主要由作为动力源的积层式压电驱动器、柔性铰链微位移放大机构、阀芯、弹性回复机构以及相应的连接件组成。设计基于柔性铰链微位移放大机构的阀芯运动机构,结合有限单元法对阀芯运动机构进行静力学与动力学的仿真分析,验证理论分析,为直动式压电气动伺服阀总体设计以及控制策略的选择提供理论依据。

45钢/锡铅合金复合结构熔融沉积中熔滴过渡行为

面向45钢/锡铅合金复合结构熔融沉积过程中的锡铅合金熔滴与钨极惰性气体保护焊(TIG)焊接熔池的匹配性需求,基于有限差分方法,采用流体体积法(VOF)建立微喷熔滴形态演变过程数值计算模型,分别研究压电驱动式熔滴微喷过程中压电激振驱动参数和喷头内结构参数对于产生熔滴的尺寸及速度的作用和变化规律.研究发现,当喷孔直径为0.5~0.6 mm,喷孔深度为5~6 mm,环隙为4~5 mm时,锡铅合金熔滴具有较高的球形度,熔滴可控性较好.压电陶瓷激振频率和驱动行程对于锡铅合金熔滴尺寸影响不明显,熔滴速度随激振频率和驱动行程的增大而增大.对比数值计算结果与实验结果,发现锡铅合金熔滴尺寸与熔滴速度最大误差均小于10%,表明利用数值计算模型对熔滴微喷过程进行分析较可信.