刚度及静电力非线性对多自由度微陀螺静态特性影响 被引量：3

1

作者 何赢男 郝淑英 +2 位作者 宋宇昊 张琪昌 刘君 《天津理工大学学报》 2021年第2期1-4,共4页

为揭示静电力非线性及刚度非线性综合作用下多自由度微陀螺的静态特性,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,用Hamilton原理分析了微陀螺在静电力及刚度非线性综合作用下的静态性.系统静态特性对偏置电压的敏感性随着刚度非线... 为揭示静电力非线性及刚度非线性综合作用下多自由度微陀螺的静态特性,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,用Hamilton原理分析了微陀螺在静电力及刚度非线性综合作用下的静态性.系统静态特性对偏置电压的敏感性随着刚度非线性的加强而增加,随着直流偏置电压的增大,非零非稳定平衡点逐渐向零稳定平衡点靠近,同速轨道消失异速轨道转化为同速轨道,当直流偏置电压超过某一临界值时整个相空间中均为不稳定流形,吸合行为发生. 展开更多

关键词 微陀螺 多自由度 静电力非线性

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热弹性结构阻尼对微谐振器品质因子的影响 被引量：1

2

作者 孟思 郝淑英 +2 位作者 高芬 冯晶晶 张琪昌 《天津理工大学学报》 2019年第2期19-24,41,共7页

为研究环境温度对微谐振器固有频率和品质因子的影响,采用有限元分析的方法研究了温度对单根微梁和微谐振器固有频率的影响,发现温度对弹性模量的软化作用对固有频率有很大的影响,应综合考虑温度应力和弹性模量软化对固有频率的影响;提... 为研究环境温度对微谐振器固有频率和品质因子的影响,采用有限元分析的方法研究了温度对单根微梁和微谐振器固有频率的影响,发现温度对弹性模量的软化作用对固有频率有很大的影响,应综合考虑温度应力和弹性模量软化对固有频率的影响;提出了推导微谐振器等效热弹性结构阻尼的力学模型,通过对支撑梁侧板的巧妙处理导出了微谐振器热弹性阻尼系数与单根微梁的热弹性阻尼系数关系式,为利用Zener标准模型来计算微谐振器的热弹性阻尼及品质因子提供了可能;将有限元分析结果与解析分析方法结合研究了环境温度对微谐振器品质因子的影响规律. 展开更多

关键词 微谐振器 空气阻尼 热弹性结构阻尼 温度特性 有限元分析

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自由端集中质量对悬臂梁振动特性的影响分析 被引量：5

3

作者 陈正能 郝淑英 冯晶晶 《天津理工大学学报》 2020年第5期44-48,共5页

悬臂梁由于结构简单而广泛应用在各类工程结构中.然而,悬臂结构在应用中难免会受到集中质量的影响.由于悬臂梁自由端处的力臂最长,因此,其受集中质量的影响也最为显著.本文详细研究了自由端集中质量对悬臂梁的固有频率、应力分布和幅频... 悬臂梁由于结构简单而广泛应用在各类工程结构中.然而,悬臂结构在应用中难免会受到集中质量的影响.由于悬臂梁自由端处的力臂最长,因此,其受集中质量的影响也最为显著.本文详细研究了自由端集中质量对悬臂梁的固有频率、应力分布和幅频响应等相关振动特性的影响.结果表明,自由端集中质量的会降低各阶固有频率,且低阶固有频率所受影响更为明显.此外,自由端的集中质量会使梁整体弯曲应力的分布更为均匀.在幅频响应上,大集中质量对低阶模态影响较大,而小集中质量则对高阶模态有着较大影响. 展开更多

关键词 悬臂梁 机械振动 集中质量 频率响应

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壳管式污水换热器的设计对堵塞换热的影响 被引量：4

4

作者 秦娜 付文成 《天津理工大学学报》 2018年第5期6-8,共3页

壳管式换热器在污水源热泵系统中间接提取污水热源,用这种换热器作为城市污水与清水之间的换热器,间接降低污水对机组的腐蚀损害.本文采用壳管式换热器作为污水与水间的换热器,首先对其进行结构设计计算,然后根据设计参数分析污水流速... 壳管式换热器在污水源热泵系统中间接提取污水热源,用这种换热器作为城市污水与清水之间的换热器,间接降低污水对机组的腐蚀损害.本文采用壳管式换热器作为污水与水间的换热器,首先对其进行结构设计计算,然后根据设计参数分析污水流速对堵塞换热的影响规律. 展开更多

关键词 壳管式 污水换热器 堵塞 换热系数

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液压助力马桶装置设计 被引量：4

5

作者 金宇航 杨玉维 陈世明 《天津理工大学学报》 2018年第6期15-19,共5页

本文主要研究目的是针对行动能力不便的老年人,设计一个助力装置来帮助其如厕.主要研究方法是使用图像采集进行数据的收集,再对得到的数据进行建立数学模型上的数据分析计算以及使用MATLAB进行对人体坐起过程的臀部运动轨迹进行最小二... 本文主要研究目的是针对行动能力不便的老年人,设计一个助力装置来帮助其如厕.主要研究方法是使用图像采集进行数据的收集,再对得到的数据进行建立数学模型上的数据分析计算以及使用MATLAB进行对人体坐起过程的臀部运动轨迹进行最小二乘法拟合,对得到的轨迹曲线进行机构的设计,再对机构进行产品设计.最后得到一个助力装置来帮助老年人如厕结束后起身. 展开更多

关键词 老年人 如厕助力 液压推杆 人机工程

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叶栅环境下凹坑气膜孔的冷却特性研究 被引量：4

6

作者 张鹏飞 白林超 张超 《天津理工大学学报》 2019年第6期13-17,共5页

气膜冷却技术在燃气轮机涡轮冷却叶片中得到了广泛的应用,其冷却性能与主流流动、冷气流动、孔型等相关.本文首先利用平板条件下凹坑孔的实验数据对所采用数值计算方法的有效性进行了验证,之后分别对叶片压力面、吸力面处的凹坑孔在不... 气膜冷却技术在燃气轮机涡轮冷却叶片中得到了广泛的应用,其冷却性能与主流流动、冷气流动、孔型等相关.本文首先利用平板条件下凹坑孔的实验数据对所采用数值计算方法的有效性进行了验证,之后分别对叶片压力面、吸力面处的凹坑孔在不同吹风比下的冷却特性进行了研究,并与典型圆柱孔的冷却特性进行了对比.结果表明:无论在压力面还是吸力面,凹坑孔的面积平均冷却效率均高于圆柱孔,而总压损失系数均稍低于圆柱孔;随着吹风比的增大,压力面和吸力面处凹坑孔的总压损失系数也随之增大,而面积平均冷却效率并非随之单调增大;在任一吹风比下,吸力面处凹坑孔的面积平均冷却效率、总压损失系数均大于压力面处. 展开更多

关键词 气膜冷却 凹坑孔 吸力面 压力面 数值模拟

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基于Matlab/Simulink的电动液压助力转向系统性能分析 被引量：4

7

作者 孙叔雷 郭津津 《天津理工大学学报》 2018年第3期1-6,共6页

本文以汽车电动液压助力转向系统(即EHPS系统)为研究对象建立系统的数学模型,基于Matlab/Simulink平台构建系统仿真模型并对其进行仿真及对比分析.分析结果表明在不同液压油弹性模量条件下其对系统的动态特性影响较小;而转阀阀芯半径及... 本文以汽车电动液压助力转向系统(即EHPS系统)为研究对象建立系统的数学模型,基于Matlab/Simulink平台构建系统仿真模型并对其进行仿真及对比分析.分析结果表明在不同液压油弹性模量条件下其对系统的动态特性影响较小;而转阀阀芯半径及扭杆刚度的变化则会对系统的响应速度及阻尼程度等动态特性产生不同程度的影响.通过Matlab/Simulink平台所得的仿真结果及数据,为今后EHPS系统的设计优化提供了方法及改进方向. 展开更多

关键词 电动液压助力转向系统 MATLAB/SIMULINK 动态特性 阻尼程度

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关节软骨缺损修复区剪切特性分析 被引量：3

8

作者 赵永政 刘海英 +1 位作者 张春秋 胡亚辉 《天津理工大学学报》 2018年第3期34-41,52,共9页

应用有限元软件ABAQUS建立基于横观各向同性的关节软骨固液耦合双相模型,在压缩载荷作用下,研究了工程化软骨(Tissue Engineering Cartilage,TEC)的弹性模量和泊松比、修复深度、及压缩量对修复区剪应力分布的影响.模拟结果表明,缺损修... 应用有限元软件ABAQUS建立基于横观各向同性的关节软骨固液耦合双相模型,在压缩载荷作用下,研究了工程化软骨(Tissue Engineering Cartilage,TEC)的弹性模量和泊松比、修复深度、及压缩量对修复区剪应力分布的影响.模拟结果表明,缺损修复显著地改变了修复区剪应力的分布.比较而言,全层缺损修复时软骨表层修复边界处的宿主软骨和TEC剪应力差别最小,软骨不易开裂;修复区剪应力极值随TEC弹性模量增大而增大;加载初期(2 s),剪应力极值随TEC泊松比增大而减小,加载一段时间后(1 000 s),剪应力极值随泊松比增大而增大;压缩量不同时,各种修复条件下剪应力极值均随压缩量增加而增大,且压缩量增大时,软骨表层修复边界处剪应力集中现象愈加显著,易引起开裂.分析结果对临床修复具有一定的理论指导意义. 展开更多

关键词 横观各向同性 缺损修复 剪应力 有限元

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超声振动切削皮质骨切削力的仿真研究 被引量：3

9

作者 范镇浩 胡亚辉 +2 位作者 张怀玉 张春秋 郑清春 《天津理工大学学报》 2019年第6期5-8,34,共5页

骨钻孔手术中过大的力和扭矩易造成钻头折断、骨组织损伤等问题.在普通钻削上加载超声振动,有助于改善手术效果.将钻削过程简化为二维正交切削,研究超声振动辅助切削机理,利用Abaqus建立皮质骨切削模型,对比分析了有无超声振动的切削力... 骨钻孔手术中过大的力和扭矩易造成钻头折断、骨组织损伤等问题.在普通钻削上加载超声振动,有助于改善手术效果.将钻削过程简化为二维正交切削,研究超声振动辅助切削机理,利用Abaqus建立皮质骨切削模型,对比分析了有无超声振动的切削力情况,通过正交试验研究不同参数对切削力的影响并建立预测模型.结果表明:在超声振动条件下切削力明显小于普通切削,且切削层厚度和振幅对切削力的影响较大,切削速度和频率影响较小,合理选用参数可以降低切削力. 展开更多

关键词 超声振动 正交切削 切削力 正交试验

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亚临界有机朗肯循环发电系统热经济性分析 被引量：3

10

作者 高宏伟 袁鹏飞 +1 位作者 张超 俞洁 《天津理工大学学报》 2020年第1期31-35,59,共6页

热经济性分析是利用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)发电技术回收低温余热设计方案的核心内容之一.利用在MATLAB软件中自编的ORC热经济性程序,计算得到了6种常见的有机工质在不同蒸发温度下亚临界ORC发电系统的系统?效率和动... 热经济性分析是利用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)发电技术回收低温余热设计方案的核心内容之一.利用在MATLAB软件中自编的ORC热经济性程序,计算得到了6种常见的有机工质在不同蒸发温度下亚临界ORC发电系统的系统?效率和动态投资回收期,并进行了对比分析.结果表明,对任一有机工质而言,系统?效率随蒸发温度的升高先增大后减小,动态投资回收期随蒸发温度的升高先减小后增大.有机工质R124具有最大的系统?效率,而有机工质R245fa具有最小的动态投资回收期. 展开更多

关键词 亚临界有机朗肯循环 蒸发温度 热经济性分析 系统[火用]效率 动态投资回收期

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超声振动钻削皮质骨切屑形成机理及表面粗糙度研究 被引量：2

11

作者 史于涛 胡亚辉 +2 位作者 李向军 郑清春 张春秋 《天津理工大学学报》 2019年第6期9-12,40,共5页

皮质骨钻削加工过程中存在排屑困难、表面质量差等问题.基于超声振动在机械加工领域的优良特性,针对这些问题,本文分析了常规钻削与超声振动钻削的断屑机理,通过搭建超声振动钻削实验平台,观察其切屑形态,通过正交实验研究了主轴转速、... 皮质骨钻削加工过程中存在排屑困难、表面质量差等问题.基于超声振动在机械加工领域的优良特性,针对这些问题,本文分析了常规钻削与超声振动钻削的断屑机理,通过搭建超声振动钻削实验平台,观察其切屑形态,通过正交实验研究了主轴转速、进给速度、频率与振幅对表面粗糙度的影响.试验表明:超声振动钻削皮质骨切屑形态呈针状,而常规钻削呈螺旋状;参数对皮质骨骨孔壁的表面粗糙度影响程度依次是进给速度、频率、主轴钻速、振幅,并得到在研究范围内主轴钻速为2000 rpm、进给速度为50 mm/min、频率为15 kHz、振幅为15μm时获得最优表面粗糙度. 展开更多

关键词 超声振动 皮质骨 切屑 表面粗糙度

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风力发电机叶片的转动特性分析研究 被引量：2

12

作者 刘杨 郭津津 《天津理工大学学报》 2019年第6期18-21,共4页

本文以流体力学为基础,利用Fluent对叶片周围的流体域数值计算,将风机转速、来流风速和转动力矩三个参数结合DOE方法进行响应面优化分析,为风机的转动特性分析、故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供相关数据.通过数值计算表明... 本文以流体力学为基础,利用Fluent对叶片周围的流体域数值计算,将风机转速、来流风速和转动力矩三个参数结合DOE方法进行响应面优化分析,为风机的转动特性分析、故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供相关数据.通过数值计算表明,风机转速与来流风速共同决定风机的转动力矩,进而影响风力发电机的功率. 展开更多

关键词 风机 数值计算 响应面优化分析 转动特性

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板式污水换热器的设计对堵塞换热特性的影响 被引量：1

13

作者 秦娜 付文成 《天津理工大学学报》 2018年第6期25-27,共3页

本文主要研究板式换热器在污水源热泵系统中的堵塞特性.根据实际工程的设计参数,本文选用板式换热器作为二级污水源热泵系统的换热器,首先对其进行结构设计计算,然后根据设计参数分析获得污水流速对堵塞换热的影响规律.

关键词 板污水换热器 污水流速 堵塞 换热特性

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基于ADAMS的水压机夹紧机构的优化设计 被引量：1

14

作者 贺凯悦 柴晓艳 李震 《天津理工大学学报》 2019年第2期5-8,13,共5页

水压机是对钢管进行水压试验的机器,在钢管生产线中有着重要作用,利用水压机大大提高了钢管的合格率.夹紧机构是水压机机的重要组成部分,本文首先进行夹紧力的理论计算,然后利用ADAMS软件建立了水压机夹紧机构的三维实体模型,在仿真分... 水压机是对钢管进行水压试验的机器,在钢管生产线中有着重要作用,利用水压机大大提高了钢管的合格率.夹紧机构是水压机机的重要组成部分,本文首先进行夹紧力的理论计算,然后利用ADAMS软件建立了水压机夹紧机构的三维实体模型,在仿真分析后对夹紧机构进行参数化建模并进行优化设计.优化设计后夹紧机构的驱动力降低了11.6%,平均力降低了2.74%,极大地降低了能耗,节约了成本.为实际生产中选择合适的驱动力提供了理论依据. 展开更多

关键词 水压机夹紧机构 仿真分析 参数化建模 优化设计

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缺损关节软骨在循环压缩载荷下棘轮行为的实验研究 被引量：1

15

作者 许刚 门玉涛 +1 位作者 王鑫 张春秋 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期529-535,共7页

目的研究缺损软骨在循环压缩载荷下的棘轮应变行为,探索缺损关节软骨的损伤演化规律。方法取新鲜的成年猪股骨远端关节软骨,对不同缺损深度软骨试样进行不同参数的三角波循环加载。结合非接触式数字图像技术,获得软骨不同层区的棘轮应... 目的研究缺损软骨在循环压缩载荷下的棘轮应变行为,探索缺损关节软骨的损伤演化规律。方法取新鲜的成年猪股骨远端关节软骨,对不同缺损深度软骨试样进行不同参数的三角波循环加载。结合非接触式数字图像技术,获得软骨不同层区的棘轮应变。结果随循环加载圈数的增加,软骨各层棘轮应变均表现为先急剧增大,然后缓慢增加并趋于平稳,由浅层到深层棘轮应变逐渐减小。各层区对循环圈数响应不同,浅层在50圈内应变增加较快,中层在100圈内应变增加较快,深层在75圈内应变增加较快。除了中层区域响应有滞后性,浅层、深层的棘轮应变与应力幅值、缺损深度呈正相关,与加载速率呈负相关。结论软骨的棘轮行为受软骨的特殊结构的影响,缺损使软骨各层区的应变增大,易造成损伤加剧。实验结果为组织工程软骨的构建提供参考依据。 展开更多

关键词 关节软骨 循环载荷 棘轮行为 力学性能

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HCN激光器小型化及工作参数优化

16

作者 王成鑫 申俊杰 +3 位作者 刘海庆 魏学朝 揭银先 张际波 《天津理工大学学报》 2018年第4期9-14,共6页

对大功率连续波氰化氢(HCN)激光器进行了小型化,成功研制了谐振腔长度分别为2 m和1 m的小型化HCN激光器.改进了激光器的阴极腔头结构和阴极过渡段连接结构,对小型化激光器进行了系统的参数优化实验,同时使用了绝对功率计和光束分析仪对... 对大功率连续波氰化氢(HCN)激光器进行了小型化,成功研制了谐振腔长度分别为2 m和1 m的小型化HCN激光器.改进了激光器的阴极腔头结构和阴极过渡段连接结构,对小型化激光器进行了系统的参数优化实验,同时使用了绝对功率计和光束分析仪对激光器的功率进行定标,使激光器的功率测量更为准确.在工作气体配比为N_2∶CH_4∶H_2=1∶1∶5的条件下,对影响小型HCN激光器功率输出的各种参数进行了优化调试实验,实验结果表明:2 m激光器的最佳参数为放电管内径为(50±0.5)mm、耦合输出栅网500线/英寸、混合气体工作流量是10 mL/min、激光管外壁温度160℃、激光器工作电流0.65 A、工作气体气压为29 Pa时,功率输出最大为2.1 m W.1 m激光器的最佳参数为:放电管内径为(30±0.5)mm、耦合输出栅网500线/英寸、混合气体工作流量是3.2 mL/min、激光管外壁温度160℃、激光器工作电流0.6 A、工作气体压力8.6 Pa时,功率输出最大为0.6 m W. 展开更多

关键词 激光器 功率 最佳参数 小型化 结构优化

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一种基于柔性铰链的三维振动装置的研究

17

作者 董厚孚 牛兴华 +1 位作者 王桂莲 吕秉锐 《天津理工大学学报》 2018年第5期1-5,共5页

基于光学功能元件的重要应用价值以及振动辅助加工在制备方面展现的巨大发展潜力,本文设计了一种三维振动装置,采用三运动轴彼此垂直独立的串联方案,选取了直梁型柔性铰链作为导向结构,压电驱动器为动力源,可以适应不同类型的振动加工要... 基于光学功能元件的重要应用价值以及振动辅助加工在制备方面展现的巨大发展潜力,本文设计了一种三维振动装置,采用三运动轴彼此垂直独立的串联方案,选取了直梁型柔性铰链作为导向结构,压电驱动器为动力源,可以适应不同类型的振动加工要求,并借助柔度矩阵法与有限元建模对柔性铰链机构进行了静力学分析计算与模态分析. 展开更多

关键词 柔性铰链机构 三维振动 柔度矩阵法 振动辅助加工

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基于分子动力学的碳纳米管屈曲性能的研究

18

作者 张珂 冯晶晶 +1 位作者 李杨民 李彬 《天津理工大学学报》 2019年第3期43-47,共5页

本文利用LAMMPS软件研究了扶手椅型单壁碳纳米管受轴向载荷压缩时的屈曲性能.通过对比分析完美碳纳米管与含S-W缺陷碳纳米管在受压时的力学性能,揭示出不同温度和S-W缺陷的不同分布方式对碳纳米管屈曲性能的影响规律.研究结果表明:碳纳... 本文利用LAMMPS软件研究了扶手椅型单壁碳纳米管受轴向载荷压缩时的屈曲性能.通过对比分析完美碳纳米管与含S-W缺陷碳纳米管在受压时的力学性能,揭示出不同温度和S-W缺陷的不同分布方式对碳纳米管屈曲性能的影响规律.研究结果表明:碳纳米管的屈曲性能随着温度的升高而明显变差,这种影响在低温区尤为显著,碳纳米管的弹性模量受温度的影响很小;相同缺陷个数下,周向分布的S-W缺陷比轴向分布的S-W缺陷对碳纳米管屈曲性能的影响要大;在轴向方向上,均匀分布、集中分布和非均匀分布的S-W缺陷对碳纳米管的力学性能产生的影响类似,在周向方向上,集中分布对碳纳米管力学性能的影响比均匀分布的要大. 展开更多

关键词 碳纳米管 温度 S-W缺陷

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