基于一阶回转曲线的Preisach磁滞模型研究

针对Preisach标量模型的磁滞算子几何叠加的原理,提出了基于一阶回转线进行磁滞特性研究的新模型。该模型基于Preisach模型的同余性和一阶回转曲线数据建立相应的磁滞数学模型,可以对铁磁材料的高阶回转曲线进行准确仿真。该模型实现简单,避免了传统数值方法求解Preisach分布函数必须进行两次求偏导和双重积分计算的复杂过程,并且提高了磁滞数学模型仿真精度。仿真结果与文献中测量结果相吻合,验证了该模型的准确性及有效性。

辅助线法预测Preisach类一阶回转曲线

为了实现对磁致伸缩和压电材料迟滞特性的描述,建立高精度前馈补偿系统,对Preisach模型一阶回转曲线的预测方法进行了研究。首先,介绍了一阶回转曲线及经典插法预测一阶回转曲线的基本原理,着重指出线性经典插值法对Preisach模型一阶回转曲线的预测存在不足;其次,在此基础上,利用非线性变换的思想,提出了辅助线法预测一阶回转曲线;最后,实验比较了超磁致伸缩材料(giant magnetostrictive material,简称GMM)与压电陶瓷(piezoelectric ceramic transducer,简称PZT)两种迟滞情况下,辅助线法和经典插值法对迟滞一阶回转曲线的预测结果。实验结果表明:在GMM迟滞下,对任意一阶回转曲线的预测数据,辅助线法的均方根误差(root mean square error,简称RMSE)最大减少为经典插值法的14.22%;对所有预测数据,辅助线法的RMSE减少为经典插值法的29.42%;在PZT迟滞下,对任意一阶回转曲线的预测数据,辅助线法的RMSE最大减少为经典插值法的18.18%;对所有预测数据,辅助线法的RMSE减少为经典插值法的41.07%。辅助线法对一阶回转曲线的预测精度整体高于经典插值法,且迟滞效应的非线性误差越高,预测精度较经典插值法越优异。

一阶回转曲线图谱法及其在HfO_(2)基铁电薄膜极化翻转行为研究中的应用

铁电材料的极化翻转特性是铁电存储器实现"0,1"信息读写的物理基础,因此极化翻转的稳定性直接决定器件的服役可靠性.在交变电场循环载荷下,HfO_(2)基新型铁电薄膜存在唤醒(wake-up)、疲劳(fatigue)和极化翻转电流峰分裂(split-up)等极化翻转不稳定现象,严重制约了其在铁电存储器件中的实际应用.探明极化翻转行为复杂演变的微观机制,从而提出优化稳定性的可行措施是目前工作的重难点,但是基于传统测试手段的研究难以解决上述问题.一阶回转曲线图谱法被誉为迟滞系统研究中的"指纹鉴定",已在磁性材料特征参数演变规律的解析中得到成功应用.本文首先介绍一阶回转曲线图谱法的基本原理和实现方法,接着以Si掺杂HfO_(2)铁电薄膜为实验对象,利用该方法获得了薄膜内电畴极化翻转特征临界场的分布密度随外场加载历史的演变,为理解铁电材料的极化翻转行为提供了重要的微观物理机理信息.

一阶回转曲线(FORC)图谱法——研究滞后效应的新方法

一阶回转曲线(first-order reversal curve简称FORC)图谱法被视为研究滞后效应领域中的"指纹鉴定",受到了地质学界和物理学界的科学家极大的关注。在磁滞后系统中,FORC图谱可以相当敏感地表征磁性颗粒间的交换作用和矫顽力的分布情况,并且能够对磁化过程中的动态问题如不同的磁场变化速率等情况做出精确的分析。FORC图谱法也可应用到其它有滞后效应的领域如铁电滞后、热滞后、弹性滞后等。文章将从磁性领域入手,通过比较Preisach模型引入FORC图谱法,利用Takacs模型验证FORC图谱的计算过程,并列举出FORC图谱在纳米双相磁性材料的应用。

曲线链式回转弹仓动力学模型不确定参数辨识

为了准确模拟曲线链式回转弹仓输送弹药过程中的非线性动力学特性,根据系统的拓扑结构和控制原理建立包含不确定参数的动力学模型。利用优化设计思想,基于系统测试数据建立不确定参数辨识模型。提出一种函数型时间序列相似度作为辨识准则,采用基于径向基函数的高维模型表示和径向基函数分别构建从机械系统和控制系统不确定参数到辨识准则的代理模型。将麻雀搜索算法嵌入岛屿模型进行多种群结构化,形成岛屿麻雀搜索算法,进行寻优求解。以工况1测试数据为基准,对机械系统和控制系统的不确定参数进行辨识。研究结果表明,辨识后的动力学模型对两种工况的输出结果与测试数据相似度较高,验证了建模的准确性和辨识的有效性,为动作可靠性分析和故障诊断研究提供了可靠的样本数据来源。

曲线回转外形筒体零件无飞边辊轮引伸新技术

为解决曲线回转外形筒体零件辊挤成形过程中产生飞边的难题,开发出一种该类零件的两道次无飞边辊轮引伸新技术。对辊轮的结构参数(飞边槽开口角度、飞边槽转角圆角半径)进行优化,在分析各参数自变化条件下去飞边工序的变形均匀性及辊轮所受径向载荷的基础上,结合模拟的充填情况确定了最优的辊轮关键结构参数;对比新旧两种成形工艺,新工艺下辊轮所受径向载荷降低28.66%,为曲线回转外形筒体零件无飞边成形工艺提供了理论依据。

曲线回转外形零件辊挤成形过程的数值模拟研究

为解决曲线回转外形零件加工时材料利用率低、加工工时多和生产成本高等问题,针对零件几何形状特点,制定了辊挤成形方案。采用三维刚塑性有限元分析软件Deform-3D对该零件辊挤成形过程进行数值模拟,得到了变形过程的金属流动规律,分析了变形温度、摩擦系数、辊挤速度对成形过程的影响,优化了工艺参数,为生产提供了有利的依据。

基于参数化编程的双曲线回转表面数控加工研究

为加工双曲线回转表面零件,采用直线拟合逼近,选用FANUC 0i系列数控车床进行参数化编程,通过节点计算、参数赋值、程序编制及仿真加工,编制了可适用于双曲线轴线与机床坐标轴平行情况下任意位置、任意形状、任意起点和终点线型的加工程序,且有效避免空刀,确保加工效率。

西门子系统数控车床椭圆曲线回转曲面加工参数化编程探索

文章结合本人在教学过程中遇到的曲线回转表面加工问题,提出利用参数化编程方法解决任意形状椭圆曲线回转曲面零件粗精加工的通用解决方案。实践表明,这对于提高此类零件加工编程效率,指导编程人员完成不同形状椭圆加工编程,具有一定的实用价值。

多重曲线回转零件数控车(Siemens802s)编程与加工分析

用Siemens802s数控仿真系统,研究多重曲线回转零件数控车削加工中的基本工艺、对刀方法及手工编程方法。通过理论分析和仿真试验验证,提出了该类零件数控车削编程的合理方案,并仿真加工出完全符合图纸要求的零件。

曲线回转面正轴测外形线的算法

本文主要介绍任意平面曲线回转面正轴测投影外形线的计算机生成方法。本方法对规则曲线回转面和不规则曲线回转面分别采用“一次逼近”和“二次逼近”的方法加以处理，不但可以避免大量的数学推导和运算，而且使不规则曲线回转面外形线的绘制成为可能。

西门子系统数车非线性曲线回转曲面加工参数化编程探索

文章结合本人在教学过程当中所遇到的相关问题，提出利用非圆曲线参数化编程方法完成复杂曲线回转表面零件粗精加工的解决方案，对于提高零件加工精度及生产效率，简化编程程序，节约机床内存，提高设备利用率，具有一定的实用价值。

高精度不可见内回转曲面在线自适应测量

本文介绍一种测量精度为± 2微米的高精度计算机辅助二维在线测量系统的测量原理和方法。分析了系统精度 ,用双频激光干涉仪测量系统组成部分的误差 ,并通过软件方法进行补偿。用最小二乘原理对燕尾榫槽轮廓度加工误差进行误差分离和测量信息反馈 ,Minimax方法对轮廓度加工误差进行最优计算。

基于一阶反转曲线三维Ni反点阵列磁学特性研究

采用一阶反转曲线方法研究了三维Ni反点阵列中的磁偶极相互作用和磁化反转行为。以自组装聚苯乙烯球为胶体晶体模板,采用电化学沉积法制备出有序的三维Ni反点阵列。样品的孔径尺寸均为大约500 nm,厚度依次从0.3μm到1.2μm。通过一阶反转曲线方法分析表明,随着样品厚度的增加,磁偶极相互作用减小,矫顽力分布变窄。这主要是由于随着厚度的增加,磁偶极相互作用向交换耦合作用转变的结果。

汽车起重机动力学分析与吊运回转策略寻优

以汽车起重机为研究对象,以吊运回转策略寻优为目标建立汽车起重机动力学模型。利用两方向摆角实测数据与模型Simulink仿真结果进行比对,印证理论分析模型的正确性。基于所建立动力学模型,以实测数据拟合为基础,针对不同的吊运回转曲线策略(等加速曲线、三角函数S曲线,以及五次多项式拟合曲线)进行横向比对分析,并对S曲线和五次多项式进行四阶-五阶Runge-Kutta法插值计算,研究结果表明采用五次多项式的吊运回转策略可使回转吊运过程吊重摆角达到最小。

基于Solidworks的带轴向前角复杂成形铣刀的设计与加工

带轴向前角复杂成形铣刀的设计加工难点在于其刃口曲线的精确计算。针对设计计算中的实际问题,本文提出一种基于Solidworks三维软件设计复杂成形铣刀的方法。实践证明:该方法具有快速、准确、精度高等优点。

改进逆Play模型与非正弦激励下硅钢片磁滞特性模拟

非正弦激励下含偏置小磁滞回环的硅钢片磁滞特性的准确快速模拟是变压器、电机等电力设备优化设计的重要环节。现有的逆Play模型在模拟硅钢片非正弦激励下的磁滞特性时需要大量不同磁密下的同心磁滞回线或一阶回转曲线实测值,并且在低磁密时模拟精度较低。针对该问题,提出了一种改进的逆Play模型。首先,基于数值方法生成的非均匀间隔一阶回转曲线数据调整Play磁滞算子阈值以及磁滞算子序列,提取逆Play模型形状函数参数;而后,利用三角形激励代替非正弦输入激励,基于新的输入激励以及形状函数,建立可准确模拟磁性材料非正弦激励下磁滞特性的改进逆Play模型。该模型仅需要硅钢片高、中、低3条磁滞回线实验数据,并且将该模型对硅钢片不同谐波下的磁滞特性模拟结果、损耗计算结果与实验测量数据进行对比,发现全局误差均控制在10%以内,从而验证了所提改进逆Play模型的准确性和实用性。

任意位置椭圆曲线回转面的参数化编程探索

使用数控机床在进行非圆曲线回转表面的加工时没有固定的G代码可以使用,给教学和生产带来了很多不便。文章结合工作实际,将椭圆曲线回转表面的加工利用参数化编程的方法加以实现,对于不同尺寸不同位置不同加工精度的零件只需要通过修改相应参数便可实现零件的加工,大大提高了此类零件的加工效率,具有一定的实用价值。

辊轮飞边槽开口角度对辊式成形筒体质量的影响

利用Pro-Engineer 3D构建了飞边槽开口角度为50°~110°的辊式成形模型,采用Deform-3D软件对辊式成形纯铝坯料的变形行为进行了有限元数值模拟。结果表明,当飞边槽开口角度从50°增大到110°时,飞边槽内金属变形均匀系数呈现先降低后升高的趋势;当飞边槽开口角度为50°时,产生的飞边最高,飞边槽内金属变形均匀系数最大,即变形最不均匀,第2道次整形后飞边处产生了折叠;随着飞边槽开口角度的增大,飞边的高度逐渐降低,第2道次整形后飞边处的折叠逐渐减少,飞边槽开口角度大于90°后折叠消失;当飞边槽开口角度为100°和110°时,由于飞边槽较宽,第2道次整形过程中部分金属流入整形辊轮飞边槽,造成整形后坯料壁厚不均匀。因此,飞边槽开口角度为90°左右时成形质量最好。

坯料壁厚对曲线回转外形筒体辊挤成形的影响

针对辊挤成形,利用Deform-3D软件进行数值模拟,研究了坯料壁厚对曲线回转外形筒体成形的影响,分析了辊挤过程中坯料的等效应力以及载荷的特征。结果表明:随着坯料壁厚的增加,变形区面积增加、变形力也随之增大,金属流动越困难,不利于成形;随着坯料壁厚的增加,载荷增大、行程增大、辊挤成形设备承受载荷相对较大,成形设备寿命缩短;壁厚减薄量小于16.5 mm时,成形初期金属流入飞边槽的体积少,中后期时金属逐渐充满型槽和飞边槽,产生的飞边大小一致,变形均匀;壁厚减薄量等于16.5 mm时,金属不仅充满型槽和飞边槽,且流向辊缝,得到薄飞边,不利于2道次消除飞边。