基于生物金属纤维的微小流量气动阀

设计了一种新型气动微型伺服阀.该伺服阀的电-机械转换由一种新型的形状记忆合金(SMA)-生物金属纤维(BMF)实现.通过实验,研究了BMF100的输出位移与负载特性,在0.1 N载荷、10 V驱动电压范围内,其电压滞环为0.2 V;在1.0 N载荷、11 V驱动电压范围内,其电压滞环为0.4 V.利用CATIA软件建立了伺服阀的三维模型,利用有限元分析方法对阀芯的应力及应变特性进行了仿真研究.伺服阀阶跃响应仿真研究表明,伺服阀输出压力的上升时间为0.3 s,输出流量的上升时间为1.6 s.     

精密车削二维微位移刀架研究

设计了一种微米级切削加工的微位移刀架,该刀架可满足数控车床精密加工的需要。该刀架以压电微位移致动器为动力源,以双平行四杆柔性铰链为弹性导轨,以最大输出位移为主要参数,设计了微位移刀架的结构,计算和选择了微位移刀架的结构参数。通过理论建模和有限元分析,对该铰链机构的系统刚度进行了计算,并对二维微位移刀架的输出位移进行实验测试。实验结果表明:理论计算结果、有限元仿真计算结果与实验测试数据吻合,验证了设计方法的可行性。     

大尺寸轴类零件测控系统设计

大尺寸轴类零件的检测基本是通过人工完成的，其检测手段已远远不能满足实际生产的需要。基于此，开发出了大尺寸轴类零件智能检测系统。该系统可以完成相关轴颈的尺寸和形位误差的检测，测量系统分辨率可达0.1μm，对不合格产品可修复性判断的准确率在97％以上。     

介电弹性体卷形换能器设计与参数优化

为研究介电弹性体(DE)换能器在纯剪切拉伸模式下的发电特性,利用弹簧制作了具有预拉伸特性的DE卷形换能器,并结合Neo-Hooken模型建立了DE卷形换能器在纯剪切拉伸模式下的机电耦合数学模型,运用Matlab/Simulink软件建立了DE卷形换能器的纯剪切发电仿真模型,对DE卷形换能器的发电特性及不同弹簧系数对其发电特性的影响进行了仿真。对DE卷形换能器进行了实验,并与仿真结果对比。仿真与实验结果表明,DE卷形换能器发电特性优于一般拉伸模式换能器;在相同的拉伸条件及初始电压下,在预拉伸限制范围内,弹簧弹性系数越大其发电特性越好。     

介电弹性体材料机械能-电能转换特性

介电弹性体功能材料是具有优异性能的电场活化聚合物,可在驱动和发电两种模式下工作。依据介电弹性体薄膜材料的结构特征,分析了发电模式下介电弹性体材料发电的基本机理,即可变电容原理;建立了该材料的理论模型,得到麦克斯韦效应可作为压电效应处理的结果,并确定了对应压电效应的等效参数。通过仿真及实验分析了该材料的电能转换过程;分析了发电过程中电场与材料弹性回复力之间的关系,及其对发电效率的影响,确定了介电弹性体薄膜材料的发电周期过程。     

介电弹性体材料机械能-电能转换特性

介电弹性体功能材料是具有优异性能的电场活化聚合物,可在驱动和发电两种模式下工作.依据介电弹性体薄膜材料的结构特征,分析了发电模式下介电弹性体材料发电的基本机理,即可变电容原理;建立了该材料的理论模型,得到麦克斯韦效应可作为压电效应处理的结果,并确定了对应压电效应的等效参数.通过仿真及实验分析了该材料的电能转换过程;分析了发电过程中电场与材料弹性回复力之间的关系,及其对发电效率的影响,确定了介电弹性体薄膜材料的发电周期过程.     

基于Neo-Hooken的介电弹性体单轴拉伸发电特性研究

为研究介电弹性体发电机(DEG)在单轴拉伸下的发电特性,结合Neo-Hooken模型建立了DEG在单轴拉伸下的机电耦合数学模型,运用Matlab/Simulink软件建立了DEG的单轴发电仿真模型,对DEG的发电过程及拉伸力、拉伸率、初始电压与电势差之间的关系进行了仿真研究,通过搭建DEG发电测试试验台,进行了试验研究并与仿真结果进行对比。仿真和试验结果表明在单轴拉伸收缩发电过程中,DEG两端电压先降后升;在初始拉伸时和即将拉伸至最大时电压有两个突变点;电势差随着初始电压、拉伸力的增加而近似线性增加。     

压电型电液伺服阀控制参数优

根据伺服阀工作特点、设计及调试的需要，以积分分离PID作为控制算法，优选了伺服阀伺服控制系统的控制参数，构建了数字控制器。通过实验对控制效果进行了验证，分析了控制器控制参数对其性能的影响，给出了选择原则。通过试凑法，当取比例系数为5.3、积分时间常数为0.35、微分时间常数为3.0时，阀芯位移的上升时间小于6ms，得到较好的控制效果。     

压电型电液伺服阀控制参数优化

根据伺服阀工作特点、设计及调试的需要,以积分分离PID作为控制算法,优选了伺服阀伺服控制系统的控制参数,构建了数字控制器.通过实验对控制效果进行了验证,分析了控制器控制参数对其性能的影响,给出了选择原则.通过试凑法,当取比例系数为5.3、积分时间常数为0.35、微分时间常数为3.0时,阀芯位移的上升时间小于6 ms,得到较好的控制效果.