介电型电活性聚合物驱动器机电耦合特性

研究了介电型电活性聚合物(DEAP)的机电耦合特性,分析了电场作用下DEAP的受力情况,结合超弹性理论建立了DEAP的非线性机电耦合本构模型。对电场作用下圆形结构DEAP驱动器的变形行为进行建模研究,给出Yeoh形式的DEAP本构方程、平衡方程和边界条件。通过求解微分方程组得出DEAP驱动器薄膜中的主延伸率和主应力分布,同时分析了预拉伸率、驱动器主动区域面积及激励电压对驱动器变形的影响。利用试验研究了电激励下的圆形驱动器变形行为,试验结果与理论分析比较吻合,从而验证了本构模型的正确性。研究表明：预拉伸率取值为3～4比较合适。     

介电弹性体圆柱形驱动器静态特性分析

介电弹性体驱动器的工作条件本质上属于静态操作范围。针对介电弹性体膜材料特性及圆柱形驱动器具体结构对其静态特性的影响,对圆柱形驱动器轴向力的主要影响因素进行了研究。采用超弹性材料Yeoh模型及ABAQUS仿真软件分析了因介电弹性体膜的横向侧边收缩、卷绕后的周向松弛、层间挤压导致的驱动器轴向力变化情况。与实际驱动器的结构尺寸对比表明,驱动器卷绕后的膜层周向松弛对驱动器轴向力影响最大,误差达25.9%,考虑后两项影响因素后计算出的驱动器轴向力与实际误差小于5%;最后对圆柱形驱动器的静态刚度进行了分析,实验结果表明在大位移拉伸时需考虑薄膜滑移因素的影响。     

介电型电活性聚合物能量收集方法研究

介电型电活性聚合物(DEAP)作为一种新型智能材料,与风力、水力相结合,可作为一种新的能量收集方法。研究DEAP能量收集的可行性,讨论了DEAP的发电机理和工作过程。根据换能器工作状态的形变过程,利用弹性大变形理论建立了DEAP换能器的数学模型,通过对模型的求解计算出换能器推程、回程的力-位移曲线。据此,得出DEAP换能单元工作过程输入的机械能、发电量和相应能量转换效率。提出了一种多换能器集成使用以提高系统发电效率的方法。理论分析和试验数据表明:初始电压和拉伸位移是影响发电量、能量转换效率的关键因素。随着多换能单元的应用,系统的总效率可提高到28%以上。同时,外界输入扭矩的数值波动越来越小。     

介电型电活性聚合物传感单元设计

基于介电型电活性聚合物(DEAP)变形时的电容变化原理,设计并实现一种传感单元,其内框可在平面内移动,用于检测平面位移。建立该传感单元的几何模型,得出其电容变化和内框位移的关系。采用差动测量法测量敏感单元电容变化,建立了面对面敏感单元的电容差值和内框平移量的关系。利用该传感单元设计了一个二自由度角度传感器用来测量关节转角,同样采用差动测量法建立了电容差值和转角的关系。实验测得其沿X轴和Y轴平移灵敏度为-57.2 pF/mm和-58.0 pF/mm,绕X轴和Y轴旋转灵敏度为-139.4 pF/(°)和141.6 pF/(°)。测试结果与分析结果较为吻合,验证了DEAP应用于位移传感器和角度传感器的可行性。     

介电型电活性聚合物驱动转动关节控制技术研究

介电型电活性聚合物(Dielectric electroactive polymer,DEAP)具有大应变、高效率、高能量密度等优点,在仿生机器人领域具有广泛的应用前景。基于生物关节驱动原理及圆柱形驱动器特点设计了单自由度转动关节。根据弹性大变形理论建立驱动器DEAP膜的机电耦合模型,通过微分方程组的迭代求解可获得关节输入电压与输出角度之间的非线性关系,但计算工作量大。将小脑模型关节控制器CMAC(Cerebellar model articulation controller)神经网络与PD控制器相结合实现输出角度与输入电压之间的非线性映射,避免了复杂计算过程。阶跃和正弦参考信号的跟踪控制试验验证了CMAC神经网络控制的可行性。     

介电种子分选机种刷的结构和参数研究

通过对种刷进行运动分析，确定了种刷将分选滚筒刷除干净的条件，为介电种子分选机种刷的结构和参数设计提供了依据。     

介电种子分选机种刷的结构和参数研究

通过对种刷进行运动分析,确定了种刷将分选滚筒刷除干净的条件,为介电种子分选机种刷的结构和参数设计提供了依据。     

介电种子分选机工况参数的选择

以油菜种子的介电分选试验为基础，分析了分选电压、滚筒转速和喂入量对获选种子净度、千粒质量以及质量比例的影响规律，为介电种子分选机工况参数的选择提供了参考。     

介电种子分选机工况参数的选择

以油菜种子的介电分选试验为基础,分析了分选电压、滚筒转速和喂入量对获选种子净度、千粒质量以及质量比例的影响规律,为介电种子分选机工况参数的选择提供了参考。     

小麦种子介电分选参数的优化

通过对小麦种子进行二次回归正交试验,得到了以分选电压和分选滚筒转速为变量的回归方程,并确定了最优化的介电分选参数组合.试验表明,小麦种子的最佳分选电压为1780V,分选滚筒转速为22.2r/min.     

辣椒介电参数测量误差分析及改进研究

研究了一种平行极板电容用于辣椒电容测量的误差问题,确定了误差补偿方案和参数。通过改进测试系统和设定测试参数将系统误差降低到0. 53%,等位环在极板间距30mm时边缘电容误差降低到0. 56%。以辣椒丁为原料,确定了误差较低的检测状态,辣椒丁边长1～3mm时,误差为1. 2%～1. 4%。将干燥收缩与电容值进行补偿计算,干燥收缩造成的误差降低至1. 12%～1. 92%。实验表明:测试系统的总体误差低至4. 05%～4. 52%,重复误差为0. 57%～0. 62%。     

高压脉冲电参数对果蔬介电特性的影响机理分析

高压脉冲电场预处理果蔬可以提高果蔬冻干速率、降低能耗。但研究运用果蔬介电特性在线监测冻干水分变化时,需要考虑高压脉冲电场电参数对果蔬介电特性的影响。为此,针对高压脉冲电场作用果蔬细胞层面,分析了电参数对果蔬介电特性的影响,对果蔬生物组织等效电路模型和电参数对果蔬等效电容、等效阻抗等介电特性的影响等方面进行了综述分析及机理分析,为高压脉冲电场预处理果蔬工艺参数优化提供了参考。     

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。     

渡槽结构系统可靠度分析

渡槽结构在南水北调中线工程渠系建筑物中占有很大的比重，本文针对目前渡槽系统可靠度分析并不多见的情况，以典型梁式渡槽为例，逐一进行各种失效模式的分析，建立相应的功能函数并得出对应的可靠指标。     

车用缓速器结构参数对制动力矩的影响分析

分析了车用电涡流缓速器性能特性与结构参数的关系,建立了电涡流缓速器制动力矩随铁心直径、转子盘中心和磁极中心的距离、转子盘的厚度、气隙和转子盘材料变化的数学模型。并以某型号电涡流缓速器为例,应用五因素二次正交旋转回归设计,分析研究电涡流缓速器结构参数对制动力矩的影响程度,依次为转子盘的材料、转子盘厚度、气隙、铁心的直径、盘的中心到磁极中心的距离。