国家自然科学基金(50975138)
- 作品数：18 被引量：56H指数：6
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- 相关机构：南京航空航天大学北京航空航天大学更多>>
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- 相关领域：机械工程一般工业技术理学自动化与计算机技术更多>>
- 薄油膜厚度分布超声测量机制研究被引量：9
- 2013年
- 为了测量机械设备中的薄油膜厚度分布,对超声测量薄油膜厚度分布的方法进行了理论研究。基于声波在三层介质中传播的相关理论,对中间层油膜厚度远小于油膜中入射声波波长的情况,结合具体边界条件,建立斜入射时超声波在三层介质中传播的反射系数弹簧模型,获得反射系数和油膜刚度的函数关系,进而由刚度获得油膜厚度;分析超声波入射频率、入射角度和油膜厚度对反射系数的影响规律,通过测量油膜中各点的反射系数即可获得相应点的油膜厚度,实现油膜厚度分布的测量。
- 申洪苗马希直
- 关键词：超声测量反射系数
- 基于弹性壳体模型的波箔型气体动压径向轴承静特性分析被引量：11
- 2010年
- 采用有限单元法,对波箔型气体动压径向轴承的箔片建立了弹性壳体单元模型。该模型综合考虑了箔片膜效应与弯曲效应之间的耦合,更能真实地反映出波箔和平箔的变形。运用有限差分法及Newton-Raphson迭代法耦合求解Reynolds方程和气膜厚度方程,分析了轴承气膜厚度分布、压力分布、箔片变形量分布以及承载能力,并与实验结果进行了比较,证明了该方法的可行性和精确性。分析了转速、箔片厚度对轴承特性的影响,结果表明:转速上升,承载能力增大;箔片厚度小于0.2mm时,厚度的改变对轴承的影响较大。
- 徐润马希直
- 关键词：壳体单元
- 近场超声悬浮精度理论分析及试验研究被引量：2
- 2014年
- 应用流体润滑理论建立自由悬浮体气膜压力分布模型以及悬浮体非线性运动方程,应用非线性数值求解方法对模型进行求解,获得高频激励下气体挤压膜压力分布、承载能力以及悬浮体悬浮状态参数的瞬态响应。以此为基础分析不同状态下悬浮体的悬浮精度,并讨论其影响因素及规律,发现超声挤压膜支承可以达到很高的支承精度,其影响因素主要为激励频率、激励幅值以及悬浮质量等。在此基础上在悬浮试验台上对悬浮精度进行试验研究,发现数值计算结果和试验数据有较大差异,分析认为造成这一差异的主要原因是测试过程中悬浮盘约束困难,激励信号频率不单一、环境干扰、计算模型不够完善等因素,结论可为超声悬浮轴承或微纳米器件悬浮精度设计提供参考。
- 马希直王挺王胜光
- 近场超声悬浮启浮瞬态行为的理论分析及实验测试被引量：2
- 2014年
- 超声悬浮气膜瞬态行为的认识对悬浮体运动规律及悬浮精度控制等都有着重要作用。运用气体动力学理论研究超声挤压问题,建立了自由悬浮体瞬态气膜压力及其非线性动力学模型.应用数值方法对模型进行求解,获得超声激励下气体挤压膜在启浮过程中的瞬态压力分布、承载能力以及悬浮盘位移的变化规律。分析发现激励盘振幅、频率等参数对启浮过程的瞬态行为有着显著的影响,激励盘振幅越小、激励频率越高,启浮过渡过程达到稳态所需时间越长。在理论分析的基础上还对瞬态启浮过程进行实验研究,应用激光位移传感器对瞬态悬浮位移进行测试,发现理论分析和实验测试结果一致性较好。
- 马希直王挺王胜光
- 关键词：超声悬浮实验测试激光位移传感器近场
- 近场超声悬浮承载能力及影响因素的理论及实验研究被引量：3
- 2013年
- 应用流体动力润滑理论分别建立固定悬浮体以及自由悬浮体的超声气体挤压膜气膜压力模型,并对模型进行数值求解,获得超声频振荡气体挤压膜的压力分布及承载能力,在此基础上利用Christensen平均模型讨论了表面粗糙度对承载能力的影响。结果表明:气体挤压膜具有较大的承载能力,且承载能力大小主要取决于挤压运动的振幅和频率,其中,振幅对气体挤压膜承载力影响最为显著,而频率影响次之。低频范围内,频率对承载力的影响较大,而随着频率的升高其影响逐渐趋于平稳。构造适当的表面纹理可以在一定程度上提高气体挤压膜的承载力。研究结果可以为超声悬浮器件或涉及挤压膜问题的微纳器件设计提供参考。
- 马希直王胜光王挺
- 关键词：承载力表面粗糙度
- 油膜厚度超声测量方法及实验研究被引量：6
- 2014年
- 根据垂直入射超声波在3层介质中传播的相关理论，给出了基于超声波反射系数油膜厚度测量的谐振模型和弹簧模型，在此基础上进行实验测试。设计并制作了基于STC单片机的信号发生控制器电路，编写了脉冲串波形、频率和个数控制程序，对给定油膜厚度的试件进行了超声测量。结果表明：通过测量超声波反射系数可间接获得机械结构中油膜厚度，并且测量误差基本保持在5％的范围内。
- 申洪苗马希直
- 关键词：计量学厚度测量反射系数
- 考虑激振模态的挤压膜悬浮导轨特性分析被引量：9
- 2010年
- 挤压膜的膜厚数量级是微米级,当选用较薄的盘激振挤压膜时,激振盘振幅也可能达到或超过微米级,振型对膜厚的影响不能忽略。通过对激振盘振型的最小二乘拟合,得到激振盘的振动方程,从而得到在某频段强迫振动下膜厚方程的表达式。将激振振型与平均膜厚叠加,得到气膜的膜厚方程,然后通过数值方法来求解非线性雷诺方程,进而得出激振振型对气膜压力分布的影响。计算结果表明激振振型和膜厚数量级相同时,振型对压力分布有很大的影响,通过对此模型的分析,可确定激振盘的材料、几何尺寸和促动器的激振频率。
- 魏彬马希直
- 关键词：承载能力
- 基于DSP的气体挤压膜轴承控制器
- 2015年
- 为了实现对气体挤压膜轴承悬浮高度的控制并提高其悬浮稳定性,通过对气体挤压膜理论的分析,设计出了一种基于数字信号处理器(DSP)的气体挤压膜轴承控制器。利用位移传感器反馈回的位置信号调整激振振幅的大小,实现位置控制,并通过加入锁相环电路实现了频率的自动跟踪,使换能器始终工作在谐振状态。结果表明,气体挤压膜轴承控制器可以实现高精度的悬浮高度的控制,使轴承的工作更加稳定。
- 张文轲马希直
- 关键词：承载力数字信号处理器频率跟踪
- 气体挤压膜轴承的性能分析及其控制器的研究被引量：2
- 2013年
- 为了有效克服传统气体轴承的缺点,基于超声激励的气体挤压膜机理,研制了一种新型的气体挤压膜轴承。为了获得关键结构尺寸及相关的控制参数,采用有限元法对压电换能器进行了模态分析和谐响应分析;应用数值解法从理论上证明了轴承的悬浮能力;通过压电换能器的模态实验,确定了其工作频率;同时采用有限元法对所设计的轴承产生的超声波声压进行了分析。在此基础上,设计制作了基于STC单片机的数字控制器硬件电路,编写了不完全微分PID控制程序并在实验台上进行了验证。研究结果表明,该类轴承在超声激励下能够实现悬浮支承。
- 朱达云马希直
- 关键词：有限元法不完全微分PID
- 柔性铰链径向气体挤压膜轴承的设计及优化被引量：2
- 2014年
- 提出一种具有柔性铰链结构的新型径向气体挤压膜轴承,该轴承具有无摩擦磨损、运动精度高等优点,但承载能力较低。以提高承载能力为优化目标,采用优化设计方法对具有柔性铰链结构的新型径向气体挤压膜轴承的关键结构参数——柔性铰链的切口半径和壁厚进行优化,优化后轴承的振幅和挤压数都得到提高,实现了提高承载能力的目标,并且保持了结构的紧凑性。
- 郑东桂马希直张文轲
- 关键词：柔性铰链承载能力优化设计
