智能复合材料的发展现状及应用前景

介绍几种智能复合材料，如压电陶瓷、形状记忆合金、光纤、电流变体等在国内外研究发展中的现状、特点、存在问题及应用前景．     

四边简支压电热弹性体层合开口壳的精确解

根据压电热弹性体的本构关系和热传导关系的相似性,通过增维方式将热传导关系写进压电热弹性体的本构关系中,直接得到了一个新的增维的压电热弹性体本构关系。依据此增维的本构关系,结合压电热弹性体平衡方程和热平衡方程,成功地导出了压电热弹性体层合开口壳机、电、热耦合问题的齐次状态方程。这类方法大大简化了人们在分析压电热弹性体耦合问题时通常要求解的非齐次微分方程和关于温度的平衡方程和导热方程的二阶微分方程的繁琐方法,同时,齐次状态方程的提出大大减少了数值计算的工作量。     

压缩式压电传感器轴向灵敏度的幅值线性度问题

本文了压电传感器的结构原理,说明了压电传感器幅值灵敏度的线性问题,分析了正反向灵敏度的差异和“饱和现象”,以便在生产、鉴定与使用时加以注意。     

激光驱动器数字化装配仿真验证关键技术研究

激光驱动器具有规模大,零件多,洁净、精度要求高,部分装配空间狭小的特征,因此其数字化装配仿真验证所面临的难点与关键点也不一样。以靶场变形镜安装工艺仿真验证为例,详细介绍了基于Delmia软件平台激光驱动器数字化装配仿真验证的3大关键技术——顺序装配仿真建模技术、增强仿真建模技术、不同工位仿真验证的快速扩展技术,实现了对工艺、工装详细的仿真验证,丰富了工艺仿真验证的内涵,并以此为基础,针对驱动器的特点,实现了不同工位仿真验证的快速扩展。     

基于数学建模的压电传感器动态特性补偿方法

近年来,基于压电传感器和Lamb波的结构健康监测技术因其对小损伤敏感以及监测范围广等优点被广泛地研究并应用于飞行器上。由于材料特性以及其它复杂因素的影响,压电传感器采集的信号与原始信号并不能够完全一致,需要后续补偿处理。针对圆形压电传感器,从其工作机理出发,推导了其动态特性的理论公式,建立起传感器数学模型。利用MATLAB建立数学建模仿真得到传感器模型的动态特性曲线,并与实验获得的标定曲线进行了对比,验证了模型的合理性。为了改善压电传感器的动态特性,采用零极点配置法设计了动态补偿滤波器。结果表明,经过补偿的压电传感器的各方面动态指标较未补偿前有了很大的改善,响应速度得到了很大的提高,工作频带从315.9 kHz拓宽到609.1 kHz,说明经过补偿后的压电传感器可以应用到工程实践当中。     

压电智能桁架的振动控制和结构的一体化优化设计

 提出了压电智能桁架的振动控制和结构的一体化优化设计方法。在优化模型中既能考虑结构设计指标,又能考虑振动控制指标,并且能同时进行控制参数和结构设计参数的联合优化设计,给出了灵敏度计算和优化求解方法,数值算例表明了本文方法的有效性。     

压电陶瓷在发动机推力测量中的应用研究

在发动机推力测量系统的原位校准中,运用了压电陶瓷驱动装置准确快速控制力值的方法,研制了原位校准自动化装置。该装置借助微机和自动控制技术,通过控制作用于压电陶瓷驱动装置上的电场强度改变其输出位移,达到精确控制力值的目的,实现原位校准自动化。试验结果表明,该装置可实现手动、半自动和全自动三种控制方式进行原位校准,加值准确度高,适用于所有喷气动力发动机的推力测量。     

基于压电传感网络的结构健康监测扫查系统的设计及实验研究(英文)

基于主动Lamb波和压电传感器网络的结构健康监测技术是一种评估航空结构健康状态的有效方法。在实际应用中,监测大型结构需要使用压电传感器网络。扫查这些压电传感器网络中的压电激励-传感通道以达到在线的结构健康监测是非常重要的。基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)平台,研发了一套基于主动Lamb波和压电传感器网络的集成多通道扫查系统,该系统结构紧凑、便于携带,能大规模自动扫查激励-传感通道并进行损伤评估。提出和讨论了该系统中:4通道PXI程控增益电荷放大器的实现、支持276个激励-传感通道的外部扫查模块和集成的结构健康监测软件的实现。最后,主要讨论了系统在某型无人机碳纤维复合材料机翼盒段上的功能验证实验,包括:压电贴层的设计、激励信号频率的选择方法、损伤成像的功能性测试、系统稳定性测试和载荷对信号的影响。实验结果验证了该系统的稳定性和损伤监测功能。     

超磁致伸缩驱动器的致动机理研究

介绍了超磁致伸缩驱动器的特点及其应用范围,论述了驱动器的结构参数及工作原理,建立了基于畴壁理论的GMA致动模型,对采用国产材料研制的驱动器静态位移输出特性进行了测试,并对致动模型进行了实验分析.     

声表面波器件用压电陶瓷材料

在阐述声表面波技术后,介绍了声表面波器件用的压电陶瓷材料的种类、基本性能和特点.对压电陶瓷材料的使用要求有:有适合制造叉指电极的良好表面;声表面波传输衰减要小;有很高的机电耦合系数;温度特性好;一致性、重现性好.在与压电晶体作对比的基础上,分析了压电陶瓷材料的主要优缺点.设计性能良好的声表面波器件,主要取决于叉指电极设计、压电材料和工艺加工的好坏.最后着重叙述钨锂酸铟声表面波压电材料的特点和研制过程.