在链条极限拉伸载荷测量中引入了不确定度,通过大量的试验测试找出了影响不确定度的主要因素.在此基础上,推导出计算链条极限拉伸载荷不确定度的公式,给出了不确定度在报告中的表述方法,讨论了不确定度对测量结果的影响.

提出一种新型压电驱动精密位移机构,着重介绍了其结构、工作原理和控制方法,分析了机构参数与输出性能之间的关系.该机构以压电叠堆为动力元件驱动流体,利用换向阀控制流体流向,通过执行缸两个腔体内流体置换的方法将压电叠堆的往复振动转换成执行缸的直线运动.调整电压或执行缸的参数可获得所需的进给步长和输出推力,具有精度高、易于控制、稳定性好等特点,适用于微位移以及较大行程范围内的精密进给运动.

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求,设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验.利用实际液体可压缩的特性,建立了压电液压驱动器理论分析模型,分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律.结果表明,其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低,并存在最佳腔高使其输出能力最大.利用尺寸为4 mm×4 mm×80 mm的压电叠堆制作了泵腔直径30 mm、高度分别为0.3 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.3 mm的压电泵,用于驱动尺寸为20×100 mm3的液压缸.以水为工作介质,在电压150 V、频率60～400 Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力.工作频率为300 Hz时,腔高0.6 mm(最佳值)时的输出速度为13.2 mm/s,分别为腔高0.3 mm和1.3 mm时的1.1倍和2.28倍;工作频率为80Hz时,腔高0.3 mm(最小腔高)时的驱动力为105 N,是腔高1.3 m...

测量不确定度的大小决定了测试结果的可信程度.对于不同产品和测试方法,影响测量不确定度的因素以及不确定度的计算方法不同.本文作者首次在链条疲劳性能试验中引入了不确定度,通过大量的试验测试找出了影响不确定度的主要因素.在此基础上,推导出了计算链条疲劳性能不确定度的理论公式,给出了不确定度在报告中的表述方法,讨论了不确定度对测量结果的影响.

设计了膜式液压放大机构,具有机构简单、放大倍数大的优点,同时解决了密封难,制造成本高的问题。对于单晶片主动式放大阀压电泵,通过实验测试了频率-流量特性和电压-流量特性。以驱动电压为150 V、阀膜厚度H=0.4 mm为例,压电振子中心点的变形量为45.861μm,放大倍数约为9倍。对理论流量与实测流量进行分析对比,结果表明,当阀口最大开度在0.2-0.4 mm时,该阀具有良好的通流能力及截止性。

为研究磁流变液在不同磁场作用下的挤压与拉伸力学性能,建立了用于测试磁流变液挤压与拉伸特性的实验装置,并通过ANSYS/Multiphysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析。利用此装置研究了磁流变液在不同外加磁场强度下的挤压和拉伸特性,并建立了拉伸屈服应力与剪切屈服应力之间的关系。挤压实验表明,磁流变液在挤压应变约为0.15时具有最小的压缩弹性模量;当挤压应变大于0.15时,挤压应力和挤压弹性模量与挤压应变表现为指数关系,且指数随着外加磁场的增大呈上升趋势。拉伸屈服应力约为剪切屈服应力的4倍,据此计算得到的剪切屈服应变角在13.8～16.9°,验证了物理模型对磁流变液剪切应力描述的合理性。

研究了磁流变液在大范围磁场强度下的拉伸行为,并将其分为4种类型,提出了归一化的拉伸应力和归一化的磁场强度。结果显示,通过对拉伸应力和磁场强度的归一化处理,清楚地显示了不同磁场强度下的应力-应变曲线类型,可以利用下降的磁场效应和加强的结构效应来估算和比较磁流变液在不同磁场强度下的拉伸行为。根据拉伸行为的改变,发现拉伸屈服应力与磁场强度的关系指数随着磁场强度的增加而增大。

为满足大行程、高输出力精密驱动与控制的需求,提出一种压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压马达,建立了理论模型并进行了仿真分析.给出了刚度匹配时最佳面积比及最佳负载的确定方法.设计制作了试验样机,测试了半径比对其性能的影响规律.在工作频率为280 Hz时,半径比为0.8马达的输出功率是半径比为0.53马达输出功率的4.43倍,这说明选取合理的结构参数可有效地提高马达性能.理论分析结果表明,负载一定时,存在最佳的结构参数（刚性顶块与泵腔的半径比、泵腔与液压缸面积比）使马达速度及功率最大、最佳面积比随半径比增加而减小.结构参数一定时,速度随负载增加而降低、存在最佳负载使输出功率最大,且最佳负载随面积比及半径比增加而降低.

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求，设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验．利用实际液体可压缩的特性，建立了压电液压驱动器理论分析模型，分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律．结果表明，其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低，并存在最佳腔高使其输出能力最大．利用尺寸为4mm×4mm×80mm的压电叠堆制作了泵腔直径30mm、高度分别为0．3mm、0．6mm、0．8mm、1．0mm、1．3mm的压电泵，用于驱动尺寸为q520×100mm^3的液压缸．以水为工作介质，在电压150V、频率60—400Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力．工作频率为300Hz时，腔高0．6mm（最佳值）时的输出速度为13．2mm／s，分别为腔高0．3mm和1．3mm时的1．1倍和2．28倍；工作频率为80Hz时，腔高0．3mm（最...

为实现高性能的振动主动控制、振动能量回收以及基于能量回收的自供电半主动振动控制，提出一种压电液压隔振器．基于实际流体的可压缩性，建立了压电液压隔振器的能量回收系统模型并进行了模拟仿真分析，获得了相关要素对发电量的影响规律．结果表明，压电液压隔振器的发电能力随系统背压及液压缸振幅的增加而增加，且存在最佳压电振子直径、厚度以及直径一厚度比使发电量最大．采用嘶0×1．6mm。单晶压电振子及@16×100mm3液压缸制作了试验样机，并以水为工作介质进行了不同频率、背压、激振器振幅条件下的试验测试．试验所获得的压电液压隔振器的最佳工作频率仅为6Hz，可用于低频振动能量回收．在频率为6Hz、激振器输入电压为9V、背压为0．4MPa时，发电量为2．42mJ；当其他条件相同，背压为0．4MPa时的发电量约为无背压时的20倍．