精密离心机两正交轴线间的相交度测试技术

本文提出了用经纬仪和固定在轴孔上的两个十字靶标将轴系的回转轴线引出的方法,并通过测试一个轴在0°和180°两个位置时,另一轴的轴线在空间位置上产生的微小变化,计算了两轴线的相交度,并对相交度测试进行了误差分析.     

正交各向异性板中非主轴方向的Lamb波

基于线性三维弹性理论,采用勒让德正交多项式展开法,推导了波沿正交各向异性材料非主轴方向传播时的Lamb波耦合波动方程,并对耦合波动方程进行了数值求解.为验证该方法的适用性和正确性,首先将此方法应用于各向同性材料,并与已知的数据结果进行了比较;然后以单向纤维增强复合材料为例,计算了耦合Lamb波沿不同的非主轴方向传播时的相速度频散曲线,并分别研究了传播方向改变时低阶模态Lamb波和高阶模态Lamb波频散特性的变化.最后,针对潜在用于各向异性复合材料结构健康监测的耦合Lamb波低阶模态,给出了其在不同传播方向时的相速度分布和群速度分布.同时,结合低阶模态Lamb波的位移分布特性和材料的各向异性特点,阐释了S0模态对波的传播方向变化最为敏感的原因.     

三轴液压仿真转台三轴相交度测试方法

根据三轴仿真转台自身的结构特点,针对决定其精度的重要环节——相交度的测试问题,提出了新的简洁的测试方法,从而为三轴仿真转台的安装、调试提供可靠数据,以保证其精度指标达到设计要求。     

管网系统抗震优化设计的正交枚举法

在管网系统总投资限额条件下,以系统抗震可靠度最大为优化目标,进行管网系统的抗震优化设计。根据管网系统的功能要求,设计特点及单元重要性分析,将系统优化变量转化为较少的离散变量,并利用正交枚举法进行简化计算,从而避免了大规模非线性规划求解的困难。     

精密离心机主轴同轴度测试

本文分析了精密离心机主轴上、下轴承段轴线的空间位置关系,提出了其主轴同轴度的测试方法,并通过实例验证了此方法的正确性.     

应力三轴度的有限元计算修正

对某高强度钢制成的光滑圆棒和缺口圆棒进行了系列准静态拉伸实验,采用ABAQUS对每个试 件进行了数值模拟,得到了该材料的真实应力应变曲线,拟合出了J-C本构模型和失效模型的部分材料常数。 最后,对该高强度钢制成的平板进行了撞击实验,并用得到的J-C模型对平板撞击实验进行了数值模拟,计算 结果与实验结果吻合很好,证明利用数值模拟并修正应力三轴度的方法是可行的。     

缺口件多轴疲劳寿命预估新方法

局部应力应变法(LSSM)以危险点处的局部应力应变历程进行寿命评价,忽略了非比例附加强化及缺口附近应力梯度对疲劳损伤的影响.论文通过分析裂纹萌生面(临界面)上剪应力和正应力分布状态,提出一种计算缺口件多轴疲劳损伤影响区的数学计算方法,建立考虑法向正/剪应力梯度与非比例附加强化效应的寿命预估模型.首先,基于能量法和临界面理论,借助坐标变换原理将应变能密度最大的材料平面定义为临界面,建立确定裂纹萌生方向的计算方法.其次,以临界面上特定路径为积分方向,将缺口件三维问题转化为线性问题,简化计算过程.综合考虑峰值应力和等效应力场强对多轴疲劳寿命的贡献度,建立表征缺口件多轴疲劳损伤演化过程的损伤参量.最后,通过TC4合金和Q345钢多轴疲劳试验验证论文模型的可行性和精确度,并与LSSM法、FS模型、SWT模型进行对比分析.     

双质量硅微机械陀螺仪正交校正系统设计及测试

为了减小正交误差对双质量硅微机械陀螺仪性能的影响,进一步提高陀螺精度和工程化成品率,对双质量结构正交耦合刚度校正法进行了研究。首先,针对双质量陀螺结构的特殊形式,分析了其左、右结构中正交耦合刚度不相等的原因,并结合相敏检测相位误差对正交耦合刚度值进行了计算,进一步量化了其对输出信号的影响;其次,结合正交校正梳齿结构介绍了耦合刚度校正法的工作原理,并基于左、右结构单独校正的方法设计了双质量结构正交校正控制系统;最后,对正交校正前后的双质量微机械陀螺仪进行了详细测试,结果证实了双质量单独校正比整体校正效果更好,各项参数均有较大提高,其中零偏稳定性从校正前的540(°)/h提高到了正交后的24.05(°)/h(1σ),证明了提出的两质量块单独校正方法的可行性和实用性。     

一个可区分破坏模式的新应力三轴度参数

三轴应力状态对破坏模式影响很大,但是根据应力三轴度的传统定义难以定量地判断破坏模式。本文根据准脆性断裂和塑性屈服的发生条件,从二者被满足的先后顺序角度,提出了一个新的应力三轴度定义以及临界三轴度这一材料常数。区分破坏模式的判据可简单地表示为:当应力三轴度大于材料的临界三轴度时,则发生准脆性断裂;当应力三轴度小于临界三轴度时,则先发生屈服和塑性变形。通过对平面应力和平面应变状态下椭圆孔孔边应力三轴度的理论分析,提出了有限厚度板中裂尖应力三轴度的数值计算方法,考察了不同板厚下单边裂纹裂尖应力三轴度沿板厚方向的分布特点,并给出了相应的经验公式。     

一种检测塑性变形的新方法

与仅仅承受弹性变形时不同,当金属试件承受塑性变形或发生疲劳损伤时,内部微观晶粒滑移位错等会导致表面粗糙化。此时其镜面反射能力减弱,漫反射能力增强。据此提出了一种检测试件弹塑性边界和塑性变形程度的新方法。承受均匀拉伸的金属试件被普通光源沿斜向照明,载荷按预定方式逐渐增加。用CCD摄像机沿试件法线方向记录板材试件表面的亮度变化,这些亮度分布摄像机可按一定频率采集以实时图像形式记录下来。我们提出了下述简单直观的方法来分析图像数据。根据实际情况适当选择一个阈值,定义图像中灰度高于阈值的点为亮点,取参数BI为亮点个数的倒数。试验发现在弹性段参数BI基本维持定值;在试件发生屈服时由于表面粗糙化以致漫反射能力增强,图像的亮点数会显著增多,BI参数发生陡然下降的变化,在整个塑性段参数呈单调下降趋势。所以参数BI可以作为描述这一过程的特性参数。由BI的变化可以判断试件塑性变形的发生,也可以作为塑性变形程度的度量。典型的实验结果验证了这一方法,所得结果与用相关搜索方法得到的结果相比较,吻合得相当好。由于这种方法使用白光照明,对环境要求不高,操作过程简单,有望在工程实际中获得广泛的应用。本文还讨论了影响判别精度的阈值选取问题,通过对于所得数据的分析得出阈值选取可以按照误差理论中置信区间的方法来设置,并且置信区间较小时能得到比较好的结果。     

A New Method for Measuring Displacements of Micro Devices by an Optical Encoding System

Micro electro mechanical systems (MEMS) frequently require displacement measurements with high accuracy, a high sampling rate, and a long sensing travel. However, the available methods for measuring displacements of micro devices are typically limited in terms of at least one of these figures of merit. In this paper, we present a novel implementation of an optical encoding method for measuring displacements of micro devices that provides good capabilities in all of these figures of merit. The optical encoding system combines a commercial reading apparatus with a custom-made metal grating that can be easily produced during MEMS fabrication. Experimental tests demonstrate the ability of the system to measure displacements with a resolution of 25 nm and sampling rate of 1 MHz, under a variety of displacement rate functions.     

竖直轴系倾角回转误差的两种测试方法的比较

在某回转轴系上建立了一系列坐标系,通过坐标系之间的姿态关系分别推导了用水平仪测试法和自准直光管测试法测试主轴轴系倾角回转误差时水平仪和光管的读数表达式。根据水平仪和自准直光管读数中的各个误差组成部分和倾角回转误差在它们中的表达式的区别,得出了水平仪法能测试出主轴回转误差中的一次谐波成分,而自准直光管法则不能测试出回转误差的一次谐波成分的结论。     

A New Multiaxial Specimen for Determining the Dynamic Properties of Adhesive Joints

Adhesive joints are increasingly employed for bonding critical parts of industrial structures. Therefore, adhesive joints become a key element in design, and their mechanical characterization is of the utmost importance. Significant advancement has been realized for their characterization under quasi-static loadings; however characterization techniques are rather limited for dynamic loadings. Indeed, due to the complex paths of waves through structures, existing dynamic characterization techniques will not characterize only the adhesive joint, but instead will characterize the complete assembly containing the joint and the adherents. Moreover, multiaxiality control of the loading on the adhesive joint is difficult to achieve. This paper proposes an innovative experimental technique for the characterization of adhesive joints under dynamic multiaxial loadings. The experimental method relies on three main components: i) a conventional split Hopkinson pressure bar (SHPB) apparatus, ii) a novel specimen, denoted as DODECA, which enables testing of three distinct multiaxial loadings using the same method and iii) local strain and stress measurements performed by digital image correlation (DIC). The paper describes all steps of the experimental procedure, including the underlying preparation of the specimen and the measuring methods. The stress and strain in the adhesive joint are estimated directly from the experimental data both during loading and at the failure point. Finally, the dynamic material behavior of the adhesive joint is identified from the data.     

飞行器风挡鸟撞击模拟试验中风挡的变形的测量方法

本文提出了一种测量飞行器风挡鸟撞击模拟试验中风挡变形的时间历程的新技术。采用一只测量基准，使两台摄影机的拍摄方向相互垂直，且两台高速摄影机的摄影范围均包含所需测量的区域。试验结果表明该方法的精度是比较高的。     

确定裂纹尖端形状及张开位移的焦散线—伪焦散线法实验研究

本文根据反射式焦散线－伪焦散线法和弹塑性断裂力学的基本原理，推导出裂纹尖端形状方程，为测量裂纹尖端的张开位移，提供一种全新的实验方法，本文还引用实例来进行验证．     

转台测角系统标定方法的研究

本文提出一种高精度转台测角系统标定的新方法，该方法以光电自准直仪作为标定基准，用齿盘、多面棱镜作角度给定，转台工作在速率状态下，自动完成高精度转台测角系统标定任务，给出标定精度和误差曲线。该方法避免了人为因素造成的测量和计算误差，使标定过程更加快捷、准确、可靠。     

基于细观力学均匀化等效材料参数的复合泡沫热致应力预测方法

环氧复合泡沫采用空心玻璃微珠改性环氧树脂,对于降低电子封装材料的热致应力非常有效.为提高环氧复合泡沫的设计效率,本文提出了一种宏细观结合的环氧复合泡沫热致应力分析方法.首先通过细观力学建立不同微珠粒径、壁厚、微珠体积分数等微观结构参数下环氧复合泡沫的等效性能预测模型,然后结合宏观线弹性热应力分析模型,进行环氧复合泡沫电子封装的热致应力分析,最终获得了一种电子封装热致应力与环氧复合泡沫微观结构之间的关联模型.基于模型探讨了微珠壁厚、微珠体积分数、微珠配比等微观结构参数对封装热致应力的影响规律,并基于两种典型封装结构证明了方法的可行性,研究成果对于开发低应力封装技术、提高电子封装的可靠性及环境适应性具有重要的意义.     

同时测量几个弹性光学系数的一种简便方法

本文采用自己设计的光路,根据关于各向异性材料的几个弹性光学系数的定义,推得了它们与干涉条纹变化数的关系。以聚碳酸脂、环氧树脂及有机玻璃为例,测量了它们沿主应力σ_1及σ_2方向的折射率随外力的变化规律,从而完全得到了与它们有关的几个弹性光学系数。