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双自由度平面机械弹簧的研制
1
作者 李志伟 宋占凯 阮健 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第3期133-137,145,共6页
由于传统平面涡卷弹簧或蝶形弹簧只能承受轴向力或者扭矩,不能满足二维(2D)阀中的阀芯双自由度的使用要求,因此研制了6款具备双自由度(轴向自由度及旋转自由度)的平面机械弹簧。相较于开口或闭口式平面机械弹簧,迷宫式及表带式平面机械... 由于传统平面涡卷弹簧或蝶形弹簧只能承受轴向力或者扭矩,不能满足二维(2D)阀中的阀芯双自由度的使用要求,因此研制了6款具备双自由度(轴向自由度及旋转自由度)的平面机械弹簧。相较于开口或闭口式平面机械弹簧,迷宫式及表带式平面机械弹簧的弹簧臂个数增加后,在弹簧同样变形量的情况下,减小了单个臂的变形量,改善了受力分布,从而减小弹簧的应力集中。基于ANSYS仿真软件,对迷宫式平面机械弹簧做了必要的静力学仿真分析,仿真结果表明:迷宫式平面弹簧在两耳各受20 N力的情况下进行弯曲变形,最大变形量为0.561 61 mm,最大应力为236.34 MPa,满足双自由度弹簧设计中的静力学要求。试制了平面机械弹簧样机并搭建了回位实验平台,实验结果表明:带有定位功能的闭口式双自由度平面弹簧有效解决了弹簧回位中的两侧不均匀的问题。 展开更多
关键词 机械弹簧 平面弹簧 双自由度
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金属波纹管试验研究 被引量：11
2
作者 张秀华 黄乃宁 +2 位作者 宋林红 李敏 关长江 《管道技术与设备》 CAS 2009年第1期32-33,38,共3页
应用微机控制液压伺服动静试验机和稳压压力系统等进行金属波纹管压力及位移条件下的疲劳寿命试验,并通过试验结果与软件分析结果的对比,不断改进和提高软件分析的准确度。另外,通过对3种不同材料的真实应力-应变的试验,为软件分析用的... 应用微机控制液压伺服动静试验机和稳压压力系统等进行金属波纹管压力及位移条件下的疲劳寿命试验,并通过试验结果与软件分析结果的对比,不断改进和提高软件分析的准确度。另外,通过对3种不同材料的真实应力-应变的试验,为软件分析用的材料数据库提供了真实的材料性能参数,为金属波纹管的设计、研究提供了数据和试验验证。 展开更多
关键词 金属波纹管 疲劳寿命 真实应力-应变
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平行簧片机构力学分析与计算 被引量：13
3
作者 牟新明 王建华 杨密 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2005年第4期278-282,共5页
为了提高平行簧片机构的导向精度,对平行簧片机构进行了力学分析和计算．运用材料力学理论方法,对平行簧片机构进行了精确的受力分析,建立力学模型,推导出了平行簧片机构在外力作用下产生变形的计算公式, 精确地标定工作过程中平行簧片... 为了提高平行簧片机构的导向精度,对平行簧片机构进行了力学分析和计算．运用材料力学理论方法,对平行簧片机构进行了精确的受力分析,建立力学模型,推导出了平行簧片机构在外力作用下产生变形的计算公式, 精确地标定工作过程中平行簧片机构的各参数对其导向精度的影响程度．通过分析导向误差计算公式,得到平行簧片机构工作时所受的弹簧预拉力及其力臂、测量力及其力臂、两簧片之间的距离、簧片长度和有效长度等因素均会影响其导向精度．通过合理调节以上各因素的大小,能有效地减小该机构的导向误差． 展开更多
关键词 平行簧片机构 导向误差 力学模型
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用于低g_n值微惯性开关的低刚度平面微弹簧设计与制作 被引量：6
4
作者 王超 陈光焱 吴嘉丽 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期620-627,共8页
针对低gn值微惯性开关对微弹簧系统刚度的要求（0．1～1N／m数量级），设计了一种基于平面矩形螺旋梁结构的平面微弹簧。假设材料均匀、连续且具各向同性，根据材料力学的卡氏定理和线弹性理论，推导得到了微弹簧的弹性系数计算公式，... 针对低gn值微惯性开关对微弹簧系统刚度的要求（0．1～1N／m数量级），设计了一种基于平面矩形螺旋梁结构的平面微弹簧。假设材料均匀、连续且具各向同性，根据材料力学的卡氏定理和线弹性理论，推导得到了微弹簧的弹性系数计算公式，并根据ANSYS有限元仿真分析结果对其进行了修正。基于多层高深宽比硅台阶刻蚀方法，采用MEMS体硅加工工艺，完成了微弹簧的制备，划片后微弹簧芯片尺寸为7mm×7mm×0．3mm。分析结果表明，完善后的弹性系数计算公式与ANSYS仿真结果更为接近，可直接应用于微弹簧的结构优化设计以简化设计过程。纳米压痕法的测试结果表明，微弹簧样品的弹性系数约为0．554N／m，满足设计要求。该微弹簧具有体积小、结构简单、加工容易实现等特点，其成功研制为实现低gn值微惯性开关的工程实用化奠定了基础。 展开更多
关键词 平面微弹簧 低刚度微弹簧 平面矩形螺旋梁 微惯性开关 微机电系统
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挠性接头刚度测量中传感器的研究 被引量：3
5
作者 王广林 王慧峰 +3 位作者 詹捷 陶崇德 孙国光 卢泽生 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期110-112,共3页
分析了挠性接头角刚度的测量原理,研制了螺管型电感式位移传感器及四孔平行梁和差动式螺管线圈型电感式传感器组合的力传感器,搭建了以两种传感器为核心组成的挠性接头刚度测量系统,进行了挠性接头刚度测量试验。结果表明,两种传感器的... 分析了挠性接头角刚度的测量原理,研制了螺管型电感式位移传感器及四孔平行梁和差动式螺管线圈型电感式传感器组合的力传感器,搭建了以两种传感器为核心组成的挠性接头刚度测量系统,进行了挠性接头刚度测量试验。结果表明,两种传感器的研制是有效的,刚度测量的重复性精度优于±1%。 展开更多
关键词 挠性接头 刚度 测量 传感器 精度
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MEMS平面微弹簧弹性系数的研究 被引量：23
6
作者 李华 石庚辰 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期41-43,共3页
分析了在MEMS引信安全系统中平面微弹簧的作用、性能等特点。针对平面微弹簧的设计没有有效的计算公式这一问题,应用力学中的能量法,对一种应用在引信安全系统中的“Z型”平面微弹簧进行了弹性系数计算公式推导,并用有限元分析软件进行... 分析了在MEMS引信安全系统中平面微弹簧的作用、性能等特点。针对平面微弹簧的设计没有有效的计算公式这一问题,应用力学中的能量法,对一种应用在引信安全系统中的“Z型”平面微弹簧进行了弹性系数计算公式推导,并用有限元分析软件进行了仿真计算。仿真结果与公式计算结果相吻合,验证了公式推导的正确性。 展开更多
关键词 MEMS 引信安全系统 平面微弹簧 能量法
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金属波纹管疲劳寿命的有限元分析 被引量：14
7
作者 宋林红 黄乃宁 +2 位作者 马明轩 张忠钢 张秀华 《管道技术与设备》 CAS 2008年第3期16-18,共3页
应用MSC.Fatigue软件,利用E-N曲线,以初始裂纹法为主要分析方法,对U型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能... 应用MSC.Fatigue软件,利用E-N曲线,以初始裂纹法为主要分析方法,对U型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。 展开更多
关键词 金属波纹管 疲劳寿命 有限元 E-N曲线
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负载刚度对压电元件输出特性影响的研究 被引量：4
8
作者 刘荣 侯力 +1 位作者 毛建 于靖军 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第3期279-281,共3页
压电元件在驱动微操作系统时,其输出位移要小于空载状态下的输出位移,针对众多引起压电元件输出位移减小的原因,重点分析了压电陶瓷输出位移与负载刚度之间的关系,并进行了压电陶瓷驱动弹性负载的实验。实验结果表明,压电元件的输出位... 压电元件在驱动微操作系统时,其输出位移要小于空载状态下的输出位移,针对众多引起压电元件输出位移减小的原因,重点分析了压电陶瓷输出位移与负载刚度之间的关系,并进行了压电陶瓷驱动弹性负载的实验。实验结果表明,压电元件的输出位移随着负载刚度的增加而减少。此结果为设计微操作系统时选用压电元件提供了理论依据。 展开更多
关键词 微操作机器人 微驱动器 压电元件 刚度
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弹性薄膜──电致伸缩微进给机构研究 被引量：5
9
作者 高鹏 袁哲俊 +1 位作者 姚英学 高栋 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1997年第2期34-36,共3页
由弹性薄膜和电致伸缩微位移器构成的微进给定位机构，将在超精密加工和测试装置中得到广泛的应用。本文给出了该种结构的设计方法，并对其性能进行分析。
关键词 弹性薄膜 电致伸缩 微位移器 微进给机构
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均布载荷作用下带边缘大波纹膜片的非线性弯曲 被引量：10
10
作者 袁鸿 刘人怀 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期14-20,共7页
采用轴对称旋转壳体的简化Reissner方程,研究了在均布载荷作用下具有硬中心的带边缘大波纹膜片的非线性弯曲问题.应用积分方程方法,获得了具有夹紧固定和滑动固定两种外边界的膜片的特征关系,即荷载-中心挠度曲线.作为算例,给出了夹紧... 采用轴对称旋转壳体的简化Reissner方程,研究了在均布载荷作用下具有硬中心的带边缘大波纹膜片的非线性弯曲问题.应用积分方程方法,获得了具有夹紧固定和滑动固定两种外边界的膜片的特征关系,即荷载-中心挠度曲线.作为算例,给出了夹紧固定膜片中的应力分布. 展开更多
关键词 均布载荷 波纹膜片 边缘大波纹 环形板 非线性弯曲
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复合中空热管传热性能研究 被引量：15
11
作者 马志磊 张琳 +1 位作者 朱文通 宋文海 《压力容器》 2012年第6期19-23,共5页
为了解决工业中的大量低品质烟气余热的回收利用和烟气酸露点腐蚀导致设备容易失效的工程问题,提出了一种复合中空热管传热元件,介绍了其结构及工作原理;对其内部传热机理进行了分析,并对其启动特性、等温性能和传热性能进行了试验研究... 为了解决工业中的大量低品质烟气余热的回收利用和烟气酸露点腐蚀导致设备容易失效的工程问题,提出了一种复合中空热管传热元件,介绍了其结构及工作原理;对其内部传热机理进行了分析,并对其启动特性、等温性能和传热性能进行了试验研究。研究结果表明:复合中空热管在外管壁温度30℃时,加热时间2 min之内就能正常快速启动工作;在自然空气对流冷却条件下,具有较好的等温特性;复合中空热管的传热系数随着冷却水雷诺数的增加而增加;在加热蒸汽温度低于125℃的低温蒸汽加热条件下,当冷却水的雷诺数为6650时,复合中空热管的传热系数为1350W/(m2.℃)。试验研究结果为复合中空热管换热器的工程应用提供了基础。 展开更多
关键词 复合中空热管 余热回收 节能 强化传热
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MEMS平面微弹簧刚度分析 被引量：12
12
作者 李华 石庚辰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第2期237-239,共3页
对一种UV-LIGA工艺制备的封闭环“B型”微机电系统(MEMS)平面微弹簧建立了力学分析模型,运用能量法的卡氏第二定理,推导出了其在线性范围内的弹性常数计算公式。运用类似方法,推导出了开口“S型”MEMS平面微弹簧在线性范围内的弹性常数... 对一种UV-LIGA工艺制备的封闭环“B型”微机电系统(MEMS)平面微弹簧建立了力学分析模型,运用能量法的卡氏第二定理,推导出了其在线性范围内的弹性常数计算公式。运用类似方法,推导出了开口“S型”MEMS平面微弹簧在线性范围内的弹性常数计算公式。在相同尺寸和材料特性条件下,对这两种平面微弹簧的刚度进行了对比研究,结果表明,闭环结构比开口结构的微弹簧刚度大。从力学的角度分析了其原因。对这两种平面微弹簧进行了力学拉伸实验,实验结果与公式计算结果相吻合。 展开更多
关键词 MEMS 平面微弹簧 卡氏第二定理 弹性常数
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精密弹性件刚度自动测量仪 被引量：2
13
作者 王广林 李云峰 +2 位作者 邵东向 王慧峰 潘旭东 《Journal of Shanghai University(English Edition)》 CAS 2004年第A01期231-234,共4页
文章介绍了一种新的精密弹性元件刚度自动测量仪.针对生产现场中使用的手动测量法的不足,提出一种新的刚度自动测量方法.采用计算机驱动步进电机,步进电机作为控制执行器对精密弹性元件快速而又连续的施加载荷,实现自动加载:力和位移信... 文章介绍了一种新的精密弹性元件刚度自动测量仪.针对生产现场中使用的手动测量法的不足,提出一种新的刚度自动测量方法.采用计算机驱动步进电机,步进电机作为控制执行器对精密弹性元件快速而又连续的施加载荷,实现自动加载:力和位移信号送到计算机进行处理和计算.理论分析和测试结果表明,该方法可以有效地解决精密弹性元件刚度测量中的测量精度低、操作复杂、效率低等问题,对精密弹性元件能够高效地完成刚度测量,得到刚度曲线,并且不重复性测量误差低于1%. 展开更多
关键词 精密弹性件 刚度 自动测量仪 测量原理 步进电机
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金属软管内部的波纹管失效原因分析 被引量：4
14
作者 李晓旭 于振毅 +4 位作者 张盼 杜健 李琳 周国运 王健 《管道技术与设备》 CAS 2014年第6期26-28,31,共4页
某金属软管暴露在炼钢炉产生的烟尘10个月左右时,其内部的波纹管发生开裂。文中主要采用扫描电镜对波纹管的断口及表面进行微观形貌观察和能谱分析;采用金相显微镜对波纹管进行显微组织分析、晶粒度评级及晶间腐蚀试验;并结合波纹管基... 某金属软管暴露在炼钢炉产生的烟尘10个月左右时,其内部的波纹管发生开裂。文中主要采用扫描电镜对波纹管的断口及表面进行微观形貌观察和能谱分析;采用金相显微镜对波纹管进行显微组织分析、晶粒度评级及晶间腐蚀试验;并结合波纹管基体的化学成分和硬度对失效的波纹管进行全面评估。综合分析后得出波纹管的应力腐蚀开裂导致金属软管失效的结论。 展开更多
关键词 波纹管 应力腐蚀开裂 失效分析
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高压组合电器用波纹补偿器的型式检验 被引量：3
15
作者 于振毅 吴虹 +6 位作者 李延夫 张玉杰 赵恩成 刘殿东 杜健 丁艳萍 徐秋玲 《管道技术与设备》 CAS 2008年第1期52-56,共5页
介绍了已经出版发行,并已实施的机械工业行业标准《高压组合电器用金属波纹管补偿器》有关型式检验的内容和要求。对型式检验的检验项目和要求、检验时机、检验及试验方法的规定,实验检验时的具体操作流程和方法、数据处理方法以及检验... 介绍了已经出版发行,并已实施的机械工业行业标准《高压组合电器用金属波纹管补偿器》有关型式检验的内容和要求。对型式检验的检验项目和要求、检验时机、检验及试验方法的规定,实验检验时的具体操作流程和方法、数据处理方法以及检验结果的判定等进行了较详细的叙述。对部分型式检验项目的规定进行了说明。 展开更多
关键词 波纹管 补偿器 组合电器 型式检验
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MEMS微弹簧应用模式分析 被引量：6
16
作者 李华 石庚辰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2709-2712,共4页
根据微弹簧在微机电系统(MEMS)中使用模式的不同,将微弹簧分为三种应用模式进行分析.应用LIGA加工工艺,设计加工了一种"L型"MEMS微弹簧,应用宏观理论的能量法,推导出了"L型"微弹簧在三种应用模式下的弹性系数计算公... 根据微弹簧在微机电系统(MEMS)中使用模式的不同,将微弹簧分为三种应用模式进行分析.应用LIGA加工工艺,设计加工了一种"L型"MEMS微弹簧,应用宏观理论的能量法,推导出了"L型"微弹簧在三种应用模式下的弹性系数计算公式,并用有限元仿真计算验证了理论公式推导的正确性.利用Tytron250微小力拉伸实验机对"L型"微弹簧进行了拉伸实验,实验结果与公式计算结果吻合.在此基础上,分析总结了微弹簧在不同应用模式下的弹性系数变化规律. 展开更多
关键词 MEMS 微弹簧 应用模式 弹性系数
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1100kV组合电器用金属波纹管补偿器制造工艺 被引量：4
17
作者 王福新 张夺 +5 位作者 杨彬如 陈志东 刘红禹 丰艳春 汪德涛 王艳云 《管道技术与设备》 CAS 2008年第3期60-60,62,共2页
简要说明了气体绝缘金属封闭开关发展趋势,阐述了高压组合电器用金属波纹管补偿器的制造工艺和检验要求,包括管坯制造、法兰制造、翻边、机加与校平,化学成分、力学性能、水压试验、SF6试验等。简述了产品的包装方法。
关键词 波纹管 组合电器 补偿器
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悬臂梁结构对应变式位移传感器特性的影响 被引量：6
18
作者 卢兴国 余晓芬 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2004年第10期1144-1146,共3页
柔性悬臂梁是高精度、高分辨率应变式位移传感器的关键部件,它的材料、结构形状和加工精度等因素直接关系到传感器的性能,特别是影响传感器的灵敏度。为了能深入了解悬臂梁结构尺寸对应变式位移传感器的影响,从而实现传感器结构的优化设... 柔性悬臂梁是高精度、高分辨率应变式位移传感器的关键部件,它的材料、结构形状和加工精度等因素直接关系到传感器的性能,特别是影响传感器的灵敏度。为了能深入了解悬臂梁结构尺寸对应变式位移传感器的影响,从而实现传感器结构的优化设计,进行了理论分析和实验性研究,并给出了研究结果。 展开更多
关键词 悬臂梁结构 应变式传感器 特性参数
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高精度弹性元件疲劳寿命试验系统 被引量：1
19
作者 王广林 刘斯尧 +1 位作者 王杰 詹捷 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期548-551,660,共4页
针对现有疲劳寿命测试设备无法满足某膜盒元件特殊疲劳寿命测试要求的问题,基于电磁激振器及数字波形合成技术,研制了一种疲劳寿命试验系统。在分析振动测试频率和振幅精度影响因素的基础上,研究了该测试系统频率及振幅测量等关键技术,... 针对现有疲劳寿命测试设备无法满足某膜盒元件特殊疲劳寿命测试要求的问题,基于电磁激振器及数字波形合成技术,研制了一种疲劳寿命试验系统。在分析振动测试频率和振幅精度影响因素的基础上,研究了该测试系统频率及振幅测量等关键技术,并进行了试验分析。结果表明,该测试系统具有分辨率和测量精度高、成本低、功耗小以及可长期使用的特点,测试结果稳定可靠,能够满足长期测试的需求。 展开更多
关键词 疲劳寿命 敏感元件 频率控制 振幅控制
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电容式微加速度传感器微结构的拓扑优化 被引量：2
20
作者 刘齐茂 李微 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第6期10-12,共3页
采用均匀化方法,以电容式微加速度传感器微结构的第一阶谐振频率为目标函数,以微结构的体积作为约束条件,建立了微结构的拓扑优化模型,对叉指式微加速度传感器微结构进行了拓扑优化设计,经计算获得满足体积约束并使第一阶谐振频率最大... 采用均匀化方法,以电容式微加速度传感器微结构的第一阶谐振频率为目标函数,以微结构的体积作为约束条件,建立了微结构的拓扑优化模型,对叉指式微加速度传感器微结构进行了拓扑优化设计,经计算获得满足体积约束并使第一阶谐振频率最大的微结构拓扑形式。计算结果表明该方法可以很好地解决微加速度传感器灵敏度和谐振频率这一对矛盾,在满足灵敏度的要求下提高微加速度传感器的测量范围上限,不失为一种先进的、有效的电容式微加速度传感器微结构的设计方法。 展开更多
关键词 微加速度传感器 微电子机械系统 均匀化方法 拓扑优化
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