一、日研制出弹性陶瓷材料（论文文献综述）
冉兵[1]（2021）在《大口径压电倾斜镜的反作用力分析及补偿研究》文中进行了进一步梳理大口径高谐振频率压电快速倾斜镜（Piezoelectric fast steering mirror,PFSM）在成为快速倾斜镜（Fast steering mirror,FSM）的重要发展方向时,面临一些亟待解决的技术难题。譬如随着通光口径和谐振频率的提高,PFSM底座输出的反作用力会与光学平台有效光学元件形成耦合动态干扰,限制自适应光学系统的光束稳定精度和倾斜像差校正能力。论文从传统四点驱动布局PFSM的工作原理出发,提出了PFSM反作用力特性分析的机械-压电耦合模型,并结合逆压电效应和机械动力学平衡关系,建立了PFSM动态反作用力的耦合数理方程。论文分析了PFSM反作用力的产生机理,设计出基于牛顿第三定律的PFSM反作用力补偿系统,建立了PFSM反作用力完全补偿消除的动态平衡条件。为厘清大口径PFSM反作用力补偿系统的研究思路,论文以PFSM反作用力动态特性分析到反作用力补偿实验测试研究为主线,从单PFSM分析到配备反作用力补偿系统PFSM研制的逐步深入方式,从以下几个方面展开研究工作。论文首先开展了大口径PFSM输出反作用力对光学平台有效元件的动态耦合干扰研究,为大口径PFSM反作用力特性分析和补偿消除的重要意义提供数据支撑。论文分析了PFSM基本元件组成、光束稳定调整原理、动力学模型和反作用力产生机理。采用数值仿真方法,验证了PFSM输出反作用力对光学平台上不同位置有效元件引起的抖动干扰,幅值和频率都不尽相同。以经典控制算法对PFSM反作用力引起的光束抖动进行抑制,实验结果表明很难抑制PFSM反作用力对自适应光学系统引起的耦合抖动干扰。随后,论文开展了大口径PFSM反作用力动态特性研究,为反作用力补偿消除系统设计提供参考和依据。论文首先将柔性铰链等效为弹簧-阻尼-质量系统,建立了PFSM反作用力特性分析的机械-压电耦合模型。然后,基于拉格朗日和压电本构方程,从理论上推导了PFSM反作用力的耦合数理关系模型,深入讨论了PFSM反作用力与其内部元件和驱动电压参数的耦合关系特性。随后,提出了基于压电耦合理论和基于多体系统刚柔耦合动力学的反作用力分析方法,分别就三款大口径（Φ250mm,Φ320mm和Φ400mm）PFSM反作用力和偏转角行程与驱动电压幅值、驱动电压频率及中心柔性铰链等效刚度之间的耦合关系展开研究,验证了反作用力耦合数理模型建立的正确性。最后,对比两种反作用力分析方法,基于压电耦合理论的分析方法获取反作用力数据更准确,可以更好的反应大口径PFSM反作用力特性。然后,论文在大口径PFSM反作用力动态特性和分析方法研究的基础上,开展了大口径PFSM反作用力补偿消除系统的研究。论文首先分析了PFSM反作用力的产生机理,设计出基于牛顿第三定律的PFSM反作用力补偿结构。然后,论文开展了所设计PFSM反作用力补偿结构的动态平衡条件研究,从理论上推导并建立了基于牛顿第二定律偏转平衡方程的反作用力完全补偿消除的动态平衡关系模型。随后,基于压电耦合理论的反作用力数值分析显示,PFSM反作用力补偿系统的反作用力消除比率最高可达99%,表明了所设计反作用力补偿系统的有效性和所建立动态平衡条件的正确性。最后,论文初步探索了PFSM堆叠式压电驱动器横向剪切应力和纵向拉伸应力与驱动器顶部柔性转接铰链的等效抗弯刚度、驱动电压频率和幅值之间的关系,表明优化设计驱动器顶部柔性铰链抗弯刚度可有效避免压电驱动器发生断裂损坏。最后,论文研制了一款配备反作用力补偿系统的320mm口径PFSM,并搭建了PFSM性能指标和反作用力测试平台,实验测试反作用力的消除比例可达90.45%,证实了PFSM反作用力补偿系统的有效性。论文研究结果表明,为大口径PFSM配备反作用力补偿系统是消除PFSM反作用力、避免PFSM输出反作用力对光学平台有效元件造成耦合干扰的有效途径。
宋英杰[2]（2021）在《陶瓷纤维增强叠层金属陶瓷刀具的研制》文中研究表明针对金属陶瓷刀具的低硬度和低耐磨性等问题,本文以（Ti,W）C为叠层金属陶瓷刀具的基体,将陶瓷纤维添加到叠层金属陶瓷刀具的中间层中,采用放电等离子烧结（SPS）技术制备了叠层金属陶瓷刀具。叠层金属陶瓷刀具在烧结后会在刀具表层产生残余压应力,提高刀具的硬度,增强刀具的耐磨性能。采用放电等离子烧结技术制备了（Ti,W）C基金属陶瓷刀具,研究了不同烧结参数对（Ti,W）C基金属陶瓷刀具的力学性能和微观结构的影响。结果表明,当烧结温度为1400°C,保温时间为10 min,烧结压力为30 MPa时,（Ti,W）C基金属陶瓷刀具的微观结构和力学性能最优。维氏硬度为20.28±0.67 GPa,断裂韧性为7.74±0.56 MPa·m1/2,弯曲强度为796.10±40.55 MPa。晶界处的共晶固溶强化是（Ti,W）C基金属陶瓷刀具获得高硬度的主要原因。针对均质刀具抗弯强度较低问题,将陶瓷纤维（Al2O3陶瓷纤维）添加到叠层金属陶瓷刀具的中间层中,设计了一种叠层金属陶瓷刀具,采用有限元法（FEM）建立了叠层金属陶瓷刀具的物理模型,研究了中间层陶瓷纤维的含量和厚度等因素对残余应力的影响。采用放电等离子烧结技术制备了（Ti,W）C/（（Ti,W）C+Al2O3陶瓷纤维）叠层金属陶瓷刀具材料。结果表明:当中间层Al2O3陶瓷纤维含量为5 vol.%,中间层厚度为1 mm时,刀具的综合性能最优;刀具表层的残余压应力为-71.14 MPa,与设计结果较为一致。陶瓷纤维的加入,改善了叠层金属陶瓷刀具的断裂行为,细化了基体晶粒。与均质金属陶瓷刀具相比,叠层金属陶瓷刀具的弯曲强度为1005.10±50.55 MPa,断裂韧性为8.25±0.46MPa·m1/2,表面硬度为21.07±0.46 GPa,分别增加了26.26%、6.6%和3.9%。采用单因素试验法,在不同切削参数下对40Cr淬火钢（48-50HRC）进行了干切削试验,确定了最佳切削参数。研究了陶瓷纤维对叠层金属陶瓷刀具切削性能的影响,结果表明:添加陶瓷纤维在叠层金属陶瓷刀具表层产生的残余压应力,使叠层金属陶瓷刀具的切削力小于均质刀具的切削力;并且,切削力的降低使叠层金属陶瓷刀具的切削温度和加工工件的表面粗糙度有所改善。从刀具前刀面和后刀面的磨损形貌可以看出,相同切削条件下,叠层金属陶瓷刀具比均质金属陶瓷刀具的磨损程度轻,表明叠层金属陶瓷刀具表层形成的残余压应力有利于刀具切削性能的改善。相较于均质金属陶瓷刀具,叠层金属陶瓷刀具的切削距离明显提高。
方一航[3]（2020）在《晶须和高熵合金协同强韧化Ti（C,N）基金属陶瓷研究》文中提出高速切削刀具是提高生产效率和加工质量,降低能耗和加工成本,推动整个机械制造业升级的关键工具之一。作为切削刀具材料,Ti（C,N）基金属陶瓷拥有良好的红硬性、热稳定性与耐磨性,同时,抗粘附性好,对钢摩擦系数低,制成的各种可转位刀片适用于碳钢、合金钢等材料的高速精加工和半精加工。然而,Ti（C,N）基金属陶瓷的强韧性与高硬度难以同时兼顾,常常以牺牲强韧性为代价来满足切削加工要求。针对上述问题,本文提出采用热压烧结法制备晶须和高熵合金协同强韧化Ti（C,N）基金属陶瓷的新思路,开展ZrO2晶须和Al0.3CoCrFeNi高熵合金（HEA）制备及Ti（C,N）基金属陶瓷微观结构、力学性能和高温性能等研究,为研制兼具高硬度与良好强韧性的Ti（C,N）基金属陶瓷刀具奠定坚实的理论和应用基础。经烧结工艺和粘结相含量优化,研制出Ti（C,N）-WC-Mo2C-TaC-Ni/Co金属陶瓷。其中,当Ti（C,N）含量为70 wt.%,Ni/Co为10 wt.%时,相对密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别达到99.1%、19.39 GPa、1488 MPa和7.84 MPa·m1/2;当Ti（C,N）含量为55 wt.%,Ni/Co为25 wt.%时,相对密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别达到 99.39%、12.71 GPa、1674 MPa 和 8.99 MPa·m1/2。通过完善助熔剂种类、粉体摩尔比和烧结工艺,研制出单斜相棒状ZrO2晶须。晶须长约600～1000 nm,直径为50～100 nm,表面光滑,直晶率和完整度高。揭示出助熔剂法制备ZrO2晶须的生长机理,包括溶解-成核-生长三个过程:助熔剂首先形成过饱和溶液,接着ZrO2颗粒经溶解形成ZrO2晶核,大量溶解的晶核在液-固界面处再结晶,最终晶核沿着[011]方向生长形成ZrO2晶须。为提高强韧性,研制出ZrO2晶须改性Ti（C,N）基金属陶瓷。当晶须含量为7.5 wt.%时,其相对密度、抗弯强度、硬度和断裂韧性分别达到98.1%,1623 MPa,18.57 GPa和9.54 MPa·m1/2。揭示出室温时ZrO2晶须强韧化机理:晶须桥联和拔出,裂纹偏转、桥联和分支,相变增韧。揭示出Ni/Co为粘结相Ti（C,N）基金属陶瓷高温弱化机理:晶界软化、弹性模量降低、材料氧化及晶界滑移和空洞的形成;高温增强机理:晶须桥联、偏转、拔出和“晶界相”及抗氧化性的提高。揭示出高温磨损机理为粘结磨损。为增强高温硬度,研制出晶须和HEA协同强韧化Ti（C,N）基金属陶瓷。当温度为1000℃时,其硬度、抗弯强度、断裂韧性和弹性模量达到10.78 GPa、913 MPa、6.57 MPa·m1/2和196.7 GPa,所得高温综合性能最优。揭示出HEA为粘结相Ti（C,N）基金属陶瓷的高温弱化机理:晶界软化、弹性模量降低、材料氧化和晶界滑移;高温增强机理:金属陶瓷的高晶界强度,HEA粘结相的高温抗氧化性和位错滑移的阻碍,以及晶须的高温增强。揭示出高温磨损机理为粘结磨损。
刘广照[4]（2020）在《磨粒群有序化排布金刚石砂带磨削性能研究》文中认为金刚石砂带作为一种高质量高效率的柔性磨削工具,可用于研磨抛光陶瓷、玻璃、单晶硅等脆性材料,被广泛应用于机械、航空航天、医疗、汽车、冶金等工业领域。但是由于金刚石的高成本和砂带是无法通过修整重新获得磨削能力的“一次性”磨具,使其使用成本高昂。本文采用磨粒群有序化排布技术通过对砂带表面结构的重新设计和规划,达到延长砂带寿命,提升磨削效率,提高磨削质量的加工效果,论文主要的研究内容如下:（1）设计砂带表面磨粒群排布方式和表征参数,定义有效磨削面积比;介绍磨粒群砂带的制作流程及试验用砂带的制作方式;运用有限元软件LS-DYNA对不同粒度磨粒切削碳化硅工件仿真分析;采用田口法信噪比分析磨粒粒度、单元面积和有效磨削面积比对表面粗糙度、材料去除率和砂带磨损率的影响规律和程度,通过信噪比响应表得到了各个表征参数的最优水平。（2）通过砂带磨削碳化硅陶瓷的单因素试验,分析对比磨粒群有序化排布砂带和无磨粒群普通砂带在磨削碳化硅陶瓷时各个磨削工艺参数下对磨削质量和磨削效率的影响;通过灰色关联分析法对工艺参数正交试验结果进行优化,从而获得最优的磨削效果工艺参数组合;并在此基础上,分析不同涂覆图案砂带在不同累积行程下对磨削质量和磨削效率的影响。（3）分析磨粒群有序化排布砂带磨损原理和磨损方式;通过磨粒群有序化排布砂带磨削碳化硅陶瓷的单因素试验分析结合剂、磨削液、磨削速度、磨削深度、工件速度和砂带张紧力等磨损因素对砂带的磨耗比和磨损率的影响;最后在最优工艺参数条件下,通过多重线性回归分析,对表征参数相关的磨粒群有序化排布砂带磨耗比进行预测。
吴舟[5]（2020）在《新型柱状结构分支电极压电驱动器的数值分析》文中进行了进一步梳理在现代机械领域,大多数精密仪器中的驱动元件均有结构紧凑性的要求,因此元件的微型化就成为了重点研究方向。在众多的驱动器类型中,压电陶瓷驱动器因具有尺寸小、频响快、位移分辨率高、能耗低等突出的优势而备受关注。本文介绍的柱状结构分支电极压电驱动器是一种新型的压电元件,根据表面电极形状可以分为柱状结构全电极压电驱动器（CBEPA）和柱状结构半电极压电驱动器（HCBEPA）。两者都是建立在压电材料的逆压电效应理论基础之上,使用了较大的压电常数d33或e33,所以与传统型电极压电驱动器相比,柱状结构分支电极压电驱动器在轴向上的应变和应力可以提高很多。为了优化设计,面向工程应用,本文对CBEPA和HCBEPA的静动态驱动特性进行了较系统的研究。设计了CBEPA和HCBEPA压电驱动器,依据压电本构方程,建立输出力和输出位移理论模型。通过有限元法对压电元件进行电学和力学分析,以确定其极化电压和静力学性能,并与普通形电极压电元件进行了比对。结果表明,柱状结构分支压电元件的极化电压为普通形电极压电元件的1/2,实现了低电压下极化;压电元件利用d33模态激发出较高的轴向机电耦合效率,轴向应力能达到传统型的2.5倍,轴向应变可以达到传统型的1.5倍。实现压电驱动器的大行程、大推力的输出特性。研究压电陶瓷材料的组分特性对压电元件轴向驱动性能的影响,进行组分选材的设计改良压电元件的性能。并基于振动理论,建立悬臂杆结构CBEPA和HCBEPA的电路状态方程和机械振动方程,利用有限元软件分析了CBEPA和HCBEPA三种振动模式及其共振特性随尺寸参数的变化关系。并对其进行谐响应分析和瞬态分析,获得频域和时域响应曲线和选取节点的运动轨迹图,从而获得了较为全面的驱动特性。仿真结果表明,CBEPA轴向振动模态的特征频率为34.4kHz,且压电振子在轴向谐振时,最大振幅约为24.8μm;在谐振频率为9380Hz处,HCBEPA压电振子的一阶弯曲振动得到激发且振幅最大,x轴、z轴方向振幅分别为3μm和1.7μm,在31.59kHz处,二阶弯曲振动的振幅达到极值,x、z向的振幅为5.6μm和3.8μm。本文的研究工作对于柱状结构分支电极压电驱动器的设计、制造与测试具有重要意义。
李立建[6]（2020）在《柔顺并联多维力传感器机理建模与应变解析研究》文中认为多维力传感器作为获取空间力和力矩信息的重要载体,在航空航天、国防军事、生物工程和汽车工业等关键领域扮演着重要角色,是智能装备和智能机器人实现与外界环境交互力感知的核心元件之一,有着广泛的应用前景。国内外许多学者对多维力传感器展开了深入研究,且有较多的产品面世,然而系统化的多维力传感器设计和分析方法较为缺乏,成为制约传感器发展的主要障碍。本论文通过将柔顺机构、并联机构和多维测力技术相结合,着重研究柔顺并联多维力传感器的构型设计、机理建模、应变解析和优化设计等问题。为避免多维力传感器设计的盲目性和面向实际测力需求,对基本的力测量单元、柔性铰链和柔顺力测量支链等的类型及特点进行了系统梳理和总结,对基于并联机构构型演化的柔顺并联多维力传感器设计流程进行了阐述,并给出了构型设计实例,进而使传感器的设计和研制过程更具有针对性和更为高效便捷。受多柔性段串联组合设计启发,设计出了大量的混合型柔性铰链,并提出了一种可快速公式化柔度和精度方程的柔性铰链通用解析模型。利用该模型,仅通过基段柔度和简单的矩阵操作便易于评价柔性铰链的转动能力和转动精度。对可实现二维转动的双轴椭圆弧柔性铰链进行了设计,并推导了其闭式柔度公式,该公式适用于20种不同的柔性铰链类型。所提出的柔性铰链分段建模思想和组合设计方法可为新型柔性铰链的设计与分析提供有力的支持。从柔顺并联机构的刚度分析入手,建立了柔顺并联多维力传感器基本柔性单元终端作用载荷与待测外部载荷间的解析关系。通过与力测量单元应变-力映射关系相结合,导出了可精确表征应变点处输出应变与多维感知力/力矩间关系的解析模型,解决了复杂弹性体结构的应变解析难题,为传感器快速设计和评价提供了可定量描述的工具。对一种新型柔顺并联4-PSU六维力传感器弹性体结构进行了设计,推导得到了其应变柔度矩阵元素的解析表达式,并利用非线性遗传优化算法获得了面向测力任务需求的最优传感器性能和最佳参数组合。将多维测力技术和柔顺并联机构相结合,分别建立了可表征柔顺并联机构和集成多维力感知柔顺并联机构驱动力、外部载荷和力测量单元间数学关系的准静态模型,为提高系统的运动精度和可操作性能提供了理论支持。对一种新型集成二维力感知平面两自由度微动平台进行了设计,完成了其桥式位移放大机构和平台位移放大比的分析建模和性能验证,以及传感器的布片组桥和应变解析,从理论和设计实践上验证了所提出的建模和分析方法的可行性与有效性。
于金伟[7]（2019）在《Al2O3Ti（C,N）-（W,Ti）C新型复合陶瓷刀具的研究》文中进行了进一步梳理难加工材料不断出现,迫切需要研制出高性能刀具材料。本文利用Al2O3为基体,分别添加了 Ti（C,N）和（W,Ti）C,研制出了高性能的Al2O3基纳米复合陶瓷刀具材料。对Al2O3基复合陶瓷刀具材料的组分和烧结工艺进行了设计,研究了陶瓷刀具材料的微观组织等对陶瓷刀具材料力学性能的影响。研究了刀具材料的增韧机理、高温性能、切削性能和切削可靠性。设计了 Al2O3-Ti（C,N）-（W,Ti）C复合陶瓷刀具材料体系,研究了 Al2O3-Ti（C,N）-（W,Ti）C复合陶瓷刀具的制备工艺。研究了烧结工艺对Al2O3-Ti（C,N）-（W,Ti）C复合陶瓷刀具室温力学性能和微观组织的影响规律。复合陶瓷刀具AT20W20在烧结温度为1700℃、保温时间为20min、烧结压力32MPa和升温速率为50℃/min时获得较好的室温力学性能,分别是维氏硬度20.21GPa、断裂韧度6.57MPa·m1/2和抗弯强度为901MPa。复合陶瓷刀具AT20W25在烧结温度为1650℃、保温时间为20min和烧结压力32MPa和升温速率为50℃/min时获得较好的室温力学性能,分别是维氏硬度19.39GPa、断裂韧度6.36MPa.m1/2 和抗弯强度为 941MPa。研究了新型Al2O3-Ti（C,N）-（W,Ti）C复合陶瓷刀具材料的增韧补强机理。结果表明,主要增韧机理为晶粒细化、断裂模式改变、裂纹桥联、裂纹分支、裂纹偏转、微裂纹增韧、残余应力增韧和纳米颗粒的增韧补强效应。研究了 A12O3-Ti（C,N）-（W,Ti）C复合陶瓷刀具高温抗弯强度随温度的变化规律,建立了刀具高温抗弯强度随机分布函数模型及其可靠度模型。随着温度从20℃逐渐升高到1 100℃,AT20W20和AT20W25的抗弯强度都逐渐下降,在1 100℃时,AT20W20 的抗弯强度高于 AT20W25 的。AT20W20 和 AT20W25 在 20～1100℃的断裂韧度随温度的升高而逐渐降低。两种陶瓷刀具材料的断裂韧度在700～850℃之间下降缓慢,在850℃时仍能保持较高的断裂韧度,AT20W20的断裂韧度的下降比AT20W25的相对慢一些,且AT20W20断裂韧度高于相同温度下AT20W25的。陶瓷刀具AT20W20和陶瓷刀具AT20W25的高温抗弯强度服从威布尔分布概率,当可靠度取90%时,AT20W20和AT20W25陶瓷刀具材料在800℃时的抗弯强度分别为 720.9MPa 和 658.7MPa。研究了氧化铝基复合陶瓷刀具的切削性能,建立了新型Al2O3-Ti（C,N）-（W,Ti）C复合陶瓷刀具磨损寿命随机分布函数模型和可靠度模型。研究了氧化铝基复合陶瓷刀具AT20W20和AT20W25湿式切削加工不锈钢（1Cr18Ni9Ti）的切削性能和切削可靠性,结果表明,AT20W20陶瓷刀具获得的最佳切削用量为v=120m/min,ap=0.1mm,f=0.15mm/r,此时材料去除率1609mm3/min,刀具磨损寿命为17min;刀具磨损寿命服从对数正态分布,当刀具的可靠度水平80%～90%时,AT20W20陶瓷刀具的可靠寿命约为9～1Omin。AT20W25陶瓷刀具获得的最佳切削用量为v=120m/min,ap=0.1mm,f=0.15mm/r,此时材料去除率 1591mm3/min,刀具磨损寿命为14min。在湿式切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti时,AT20W20刀具和AT20W25刀具的失效形式是刃口脆断、微崩刃和后刀面局部区域的材料剥落,磨损机理是磨料磨损和粘结磨损。研究了自制氧化铝基复合陶瓷刀具AT20W20湿式切削加工模具钢（Cr12MoV）的切削性能和切削可靠性,结果表明,AT20W20陶瓷刀具获得的最佳切削用量为v=80m/min,ap=0.1 mm,f=0.1 mm/r,此时材料去除率795.55mm3/min,刀具磨损寿命为15min;刀具磨损寿命服从对数正态分布,当刀具的可靠度水平为80%～90%时,AT20W20陶瓷刀具的可靠寿命约为7.5～8.3min。AT20W20刀具的失效形式是刃口脆断、微崩刃和后刀面局部区域的材料剥落,其主要磨损机理是磨粒磨损和粘结磨损。
杨正[8]（2019）在《单晶压电陶瓷驱动的超声波钻设计及实验研究》文中研究说明小行星探测是当前深空探测的热点领域之一,对太空资源的开发、建设小行星预警防御体系、研究太阳系的形成与演化过程及揭示生命起源等具有深远意义。基于压电驱动的超声波钻具有钻压力小、体积小、功耗低等特点,因此在小行星探测领域具有显着优势。本文利用理论计算、仿真分析和实验研究等方式,开展单晶压电陶瓷驱动超声波钻的设计、温度特性及高低温环境适应性研究。开展超声波钻压电换能器驱动特性研究。基于弹性体动力学微分方程,建立了超声波钻压电换能器的波动方程,确定了换能器的尺寸参数;利用有限元方法对压电换能器进行模态分析和谐响应分析;利用阻抗分析仪和激光位移传感器开展预紧力矩对压电换能器输出特性影响规律研究;对压电换能器进行阻抗匹配,减少其无功损耗。开展超声波钻压电换能器温度特性研究。基于有限元方法建立压电换能器工作过程温升仿真模型,获取其各关键部位温升情况;在温升分析基础上利用预应力模态分析,开展压电换能器频率漂移特性研究;结合理论与仿真分析开展压电换能器频率温度特性研究;基于有限元方法分析压电陶瓷叠堆在不同环境温度下应力分布。研制单晶压电陶瓷驱动超声波钻原理样机。为满足超声波钻高低温环境适应性研究需求,研制超声波钻高低温驱动特性测试实验系统。该实验系统可提供高低温环境,并监测超声波钻钻压力、钻进速率等参数。开展超声波钻驱动特性实验研究。针对同一种钻进介质,研究钻压力对超声波钻钻进效率影响;针对不同钻进介质,研究超声波钻对不同可钻性等级的钻进介质的钻进效率;开展超声波钻高低温驱动特性实验研究;实验验证超声波钻压电换能器温度特性理论模型的准确性。
宋佳星[9]（2019）在《压电陶瓷驱动伺服阀的设计及特性研究》文中进行了进一步梳理液压伺服控制系统相较于其它控制系统而言,具有快速性好、控制精度高、功率-重量比大等优点被广泛地应用在军事和航天航空领域,但是在过去的50年里,作为液压伺服控制系统的关键部件,伺服阀的设计并没有什么改变。随着智能材料的发展,利用新型材料来驱动伺服阀成为人们对伺服阀进行探索的新方向。目前,压电陶瓷就其压电性能优越、响应速度快和耐久性好等优点成为驱动伺服阀的首选材料。本文根据压电陶瓷驱动器的结构形式设计了一种新型压电陶瓷驱动伺服阀,针对所设计的伺服阀建立数学模型,进行仿真分析、提出控制策略并利用实验进行了验证。论文就压电陶瓷驱动器的工作原理进行分析,根据当前压电陶瓷驱动器的出力、输出位移、谐振频率等特性情况选择了能够满足伺服阀驱动要求的压电陶瓷驱动器类型。对所选的压电陶瓷圆环弯曲片进行输出特性的分析,采用有限元完成静态特性的仿真分析,得到圆环弯曲片的简化数学模型。分析圆环弯曲片的安装和与伺服阀的连接方式,研究了对压电陶瓷驱动器的输出特性产生影响的安装因素及其影响情况。根据对伺服阀提出的改进设计要求选择所设计伺服阀为先导阀采用滑阀进行液压放大的两级伺服阀,建立相应的数学模型和仿真模型。对压电驱动伺服阀的动静态特性进行了仿真分析,并研究了影响伺服阀动态特性的相关因素。根据对伺服阀输出特性的具体要求,计算阀的一些关键参数,对伺服阀整体的三维结构进行了设计。针对压电陶瓷固有的迟滞特性,本文建立了动态的Bouc-Wen迟滞模型对其进行描述,根据输入电压和输出位移之间的关系采用simulink中Parameter Estimation模块对迟滞模型中的未知参数进行参数辨识。提出相应的前馈电压补偿控制策略,为了提高控制精度,加入PI反馈控制方法,最终有效地改善了压电陶瓷输出位移的滞环情况。根据理论分析建立了压电陶瓷驱动器的试验样机,通过实验结果对驱动器的输出特性及控制方法进行了验证,并分析了产生误差的原因。
陈代荣,韩伟健,李思维,卢振西,邱海鹏,邵长伟,王重海,王浩,张铭霞,周新贵,朱陆益[10]（2018）在《连续陶瓷纤维的制备、结构、性能和应用:研究现状及发展方向》文中进行了进一步梳理连续陶瓷纤维是纤维增强陶瓷基复合材料的增强体,对提高陶瓷基复合材料的强度和韧性起关键作用,高损伤容限和高强度陶瓷纤维是阻止裂纹扩展实现陶瓷基复合材料强韧化的保障。本文对碳化硅、氮化硅、氮化硼、氧化铝和氧化锆等几种陶瓷纤维的制备方法、结构、性能和应用等方面进行了全面的综述,指出了今后的发展方向,期望为未来陶瓷纤维的研究、开发及应用提供参考。
二、日研制出弹性陶瓷材料（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、日研制出弹性陶瓷材料（论文提纲范文）
（1）大口径压电倾斜镜的反作用力分析及补偿研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 自适应光学系统及工作原理 |
| 1.2.1 波前校正器 |
| 1.2.2 波前像差 |
| 1.3 大口径快速倾斜镜的研究发展现状 |
| 1.4 快速倾斜镜反作用力分析及补偿技术研究现状 |
| 1.5 大口径PFSM反作用力补偿面临的技术难题 |
| 1.6 课题研究内容及论文结构 |
| 第2章 大口径PFSM反作用力产生机理及耦合干扰研究 |
| 2.1 大口径PFSM基本组成 |
| 2.1.1 PFSM反射镜 |
| 2.1.2 压电陶瓷驱动器 |
| 2.1.3 柔性支撑铰链 |
| 2.1.4 PFSM基座 |
| 2.2 PFSM波前畸变校正原理和动力学模型 |
| 2.2.1 PFSM波前整体倾斜校正原理 |
| 2.2.2 PFSM光束稳定调整原理 |
| 2.2.3 PFSM动力学模型 |
| 2.3 PFSM反作用力产生机理 |
| 2.4 PFSM反作用力对AO系统的耦合动态干扰 |
| 2.4.1 反作用力对AO系统的耦合干扰分析 |
| 2.4.2 反作用力对AO系统的耦合干扰测试 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 PFSM动态反作用力耦合数理模型的建立与分析 |
| 3.1 PFSM反作用力耦合模型的简化 |
| 3.2 PFSM反作用力耦合数学模型的建立 |
| 3.3 基于压电耦合理论的PFSM反作用力分析 |
| 3.3.1 PZT材料的逆压电效应 |
| 3.3.2 压电耦合理论的本构方程模型 |
| 3.3.3 PFSM的反作用力特性分析 |
| 3.4 基于多体系统刚柔耦合理论的PFSM反作用力分析 |
| 3.4.1 PFSM多体系统刚柔耦合分析的基本理论 |
| 3.4.2 PFSM多体系统刚柔耦合动力学求解模型的建立 |
| 3.4.3 PFSM多体系统刚柔耦合动力学特性分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 PFSM反作用力补偿系统设计与分析 |
| 4.1 四点驱动PFSM的布局分析 |
| 4.2 PFSM反作用力补偿结构设计及原理分析 |
| 4.2.1 PFSM的反作用力补偿消除结构设计 |
| 4.2.2 PFSM的反作用力补偿消除原理 |
| 4.3 PFSM反作用力补偿消除平衡关系模型的建立 |
| 4.4 PFSM动态反作用力的补偿消除分析 |
| 4.5 堆叠式PZT驱动器动态应力分析 |
| 4.5.1 堆叠式PZT驱动器动态受弯应力模型 |
| 4.5.2 堆叠式PZT驱动器动态受弯应力分析 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 大口径PFSM反作用力实验研究 |
| 5.1 实验测试方案设计 |
| 5.2 PFSM性能指标的实验研究 |
| 5.2.1 PFSM偏转角行程的实验研究 |
| 5.2.2 PFSM机械谐振频率的实验研究 |
| 5.3 PFSM反作用力及补偿消除的实验研究 |
| 5.3.1 PFSM反作用力特性的实验研究 |
| 5.3.2 PFSM反作用力补偿消除的实验研究 |
| 5.4 总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要研究内容 |
| 6.2 创新工作总结 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）陶瓷纤维增强叠层金属陶瓷刀具的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属陶瓷刀具的研究现状 |
| 1.2.2 陶瓷纤维的研究现状 |
| 1.2.3 叠层材料的研究现状 |
| 1.2.4 SPS烧结制备金属陶瓷刀具的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究的意义 |
| 1.3.2 主要研究的内容 |
| 第2章 (Ti,W)C基金属陶瓷刀具的制备 |
| 2.1 金属陶瓷刀具的制备 |
| 2.1.1 原始材料和组分配比 |
| 2.1.2 制备工艺 |
| 2.1.3 放电等离子烧结工艺 |
| 2.1.4 测试方法 |
| 2.2 放电等离子烧结金属陶瓷刀具的微观结构和力学性能 |
| 2.2.1 微观结构 |
| 2.2.2 力学性能 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 陶瓷纤维增强的叠层金属陶瓷刀具的设计与制备 |
| 3.1 叠层金属陶瓷刀具残余应力的产生 |
| 3.2 刀具材料体系的选择 |
| 3.3 刀具的残余应力有限元模拟 |
| 3.3.1 物理模型 |
| 3.3.2 物性参数模型 |
| 3.3.3 结构设计与物理性能计算 |
| 3.3.4 有限元模型 |
| 3.3.5 组分含量对径向应力的影响 |
| 3.3.6 中间层厚度对径向应力的影响 |
| 3.4 刀具的制备工艺及刀具结构的形成机理和显微结构 |
| 3.4.1 刀具的制备工艺 |
| 3.4.2 刀具结构的形成机理和显微结构 |
| 3.5 中间层Al_2O_3陶瓷纤维含量和厚度对刀具微观结构、力学性能和残余应力的影响 |
| 3.5.1 中间层Al_2O_3陶瓷纤维含量对刀具材料显微结构的影响 |
| 3.5.2 中间层Al_2O_3陶瓷纤维含量对刀具材料力学性能的影响 |
| 3.5.3 中间层厚度对刀具材料显微结构的影响 |
| 3.5.4 中间层厚度对刀具材料力学性能的影响 |
| 3.5.5 中间层Al_2O_3陶瓷纤维含量和中间层厚度对刀具材料残余应力的影响 |
| 3.6 叠层金属陶瓷刀具材料的增韧补强机理研究 |
| 3.6.1 残余压应力对刀具的增韧作用 |
| 3.6.2 叠层对裂纹阻碍作用 |
| 3.6.3 陶瓷纤维对刀具材料的增韧补强作用 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 陶瓷纤维叠层金属陶瓷刀具的切削性能 |
| 4.1 切削实验 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 测试工具 |
| 4.1.3 切削参数的确定 |
| 4.2 陶瓷纤维对SPS烧结叠层刀具切削性能的影响 |
| 4.2.1 陶瓷纤维对SPS烧结叠层刀具切削力的影响 |
| 4.2.2 陶瓷纤维对SPS烧结叠层刀具刀-屑摩擦系数的影响 |
| 4.2.3 陶瓷纤维对SPS烧结叠层刀具切削温度的影响 |
| 4.2.4 陶瓷纤维对SPS烧结叠层刀具加工表面粗糙度的影响 |
| 4.2.5 刀具磨损量与切削距离的关系 |
| 4.3 切削机理 |
| 4.3.1 前刀面 |
| 4.3.2 后刀面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
| 一、发表学术论文 |
| 二、参加科研项目 |
（3）晶须和高熵合金协同强韧化Ti（C,N）基金属陶瓷研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 本论文研究背景 |
| 1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷的研究 |
| 1.2.1 研究概况 |
| 1.2.2 Ti(C,N)基金属陶瓷微观结构 |
| 1.2.3 强韧化方式 |
| 1.3 晶须和高熵合金强韧化改性研究 |
| 1.3.1 晶须强韧化研究 |
| 1.3.2 高熵合金粘结相研究 |
| 1.4 金属陶瓷高温性能研究 |
| 1.4.1 高温抗氧化性研究 |
| 1.4.2 高温力学性能研究 |
| 1.4.3 高温摩擦磨损研究 |
| 1.5 论文研究目的、意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 材料制备及实验方法 |
| 2.1 ZrO_2晶须制备 |
| 2.1.1 晶须原料和制备工艺的选择 |
| 2.1.2 实验原料及仪器 |
| 2.1.3 助熔剂法前处理和后处理 |
| 2.1.4 助熔剂法制备晶须的工艺流程 |
| 2.2 机械合金化制备Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金 |
| 2.2.1 高熵合金制备工艺的选择 |
| 2.2.2 机械合金化工艺流程和实验原料及仪器 |
| 2.3 真空热压烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷 |
| 2.3.1 Ti(C,N)基金属陶瓷材料的选择 |
| 2.3.2 实验原料及仪器 |
| 2.3.3 材料制备工艺 |
| 2.4 材料力学性能试验与微观结构表征 |
| 2.4.1 密度和相对密度 |
| 2.4.2 维氏硬度 |
| 2.4.3 室温-高温抗弯强度、断裂韧性和弹性模量 |
| 2.4.4 氧化试验 |
| 2.4.5 高温摩擦磨损试验 |
| 2.4.6 微观结构观察及物相分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Ti(C,N)基金属陶瓷的制备和力学性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 烧结温度对微观结构和室温力学性能的影响 |
| 3.2.1 微观结构 |
| 3.2.2 室温力学性能 |
| 3.3 压强对微观结构和室温力学性能的影响 |
| 3.3.1 微观结构 |
| 3.3.2 室温力学性能 |
| 3.4 粘结相含量对微观结构和室温力学性能的影响 |
| 3.4.1 微观结构 |
| 3.4.2 室温力学性能 |
| 3.5 室温-高温力学性能研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 ZrO_2晶须的制备及生长机理的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 助熔剂的选择 |
| 4.2.1 单一助熔剂 |
| 4.2.2 复合助熔剂 |
| 4.3 复合助熔剂制备ZrO_2晶须工艺的研究 |
| 4.3.1 YSZ粉体与复合助熔剂的摩尔比 |
| 4.3.2 ZnSO_4·7H_2O和Na_2SO_4的摩尔比 |
| 4.3.3 烧结温度对ZrO_2晶须结构的影响 |
| 4.3.4 保温时间对ZrO_2晶须结构的影响 |
| 4.3.5 最佳ZrO_2晶须的结构表征 |
| 4.4 助熔剂法制备ZrO_2晶须的生长机理研究 |
| 4.4.1 晶须生长机理 |
| 4.4.2 ZrO_2晶须的生长机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 ZrO_2晶须强韧化Ti(C,N)基金属陶瓷的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制备工艺参数及流程 |
| 5.3 微观结构和室温力学性能 |
| 5.3.1 微观结构 |
| 5.3.2 室温力学性能 |
| 5.4 ZrO_2晶须室温强韧化机理 |
| 5.4.1 晶须桥联和拔出 |
| 5.4.2 裂纹偏转、桥联和分支 |
| 5.4.3 相变增韧 |
| 5.5 高温性能研究 |
| 5.5.1 室温-高温力学性能 |
| 5.5.2 高温抗氧化性 |
| 5.5.3 高温微观结构及力学性能演化机理 |
| 5.5.3.1 高温硬度 |
| 5.5.3.2 高温强韧性 |
| 5.5.4 高温摩擦磨损 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 高熵合金和晶须协同强韧化Ti(C,N)基金属陶瓷的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 制备工艺参数及流程 |
| 6.3 金属陶瓷TA微观结构和室温力学性能的研究 |
| 6.3.1 粉体微观结构 |
| 6.3.2 烧结温度对微观结构和室温力学性能的影响 |
| 6.3.2.1 微观结构 |
| 6.3.2.2 室温力学性能 |
| 6.4 晶须和高熵合金协同强韧化金属陶瓷微观结构和性能的研究 |
| 6.4.1 微观结构 |
| 6.4.2 室温-高温力学性能 |
| 6.4.3 高温抗氧化性研究 |
| 6.4.4 高温微观结构及力学性能演化机理 |
| 6.4.4.1 高温硬度 |
| 6.4.4.2 高温强韧性 |
| 6.4.5 高温摩擦磨损 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 进一步工作的方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）磨粒群有序化排布金刚石砂带磨削性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 碳化硅陶瓷简介 |
| 1.1.2 金刚石砂带简介 |
| 1.1.3 普通金刚石砂带磨削碳化硅陶瓷的不足 |
| 1.2 磨粒有序化排布技术国内外研究概况 |
| 1.2.1 国外研究概况 |
| 1.2.2 国内研究概况 |
| 1.3 课题研究意义与内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 砂带磨削机理及碳化硅陶瓷磨削机理 |
| 2.1 砂带磨削机理 |
| 2.1.1 砂带结构及磨削系统简介 |
| 2.1.2 砂带磨削的加工机理 |
| 2.2 碳化硅陶瓷磨削机理 |
| 2.2.1 切削加工模型 |
| 2.2.2 压痕断裂力学模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 磨粒群有序化排布砂带表征参数研究 |
| 3.1 磨粒群表征参数及排布方式设计 |
| 3.1.1 排布方式 |
| 3.1.2 表征参数 |
| 3.2 磨粒群有序化排布砂带制作工艺 |
| 3.2.1 制作工艺流程 |
| 3.2.2 掩膜制作 |
| 3.2.3 砂带表面特征观察对比 |
| 3.3 基于LS-DYNA的不同粒度单磨粒切削碳化硅仿真 |
| 3.3.1 LS-DYNA软件简介 |
| 3.3.2 陶瓷材料本构模型 |
| 3.3.3 模型建立和参数设置 |
| 3.3.4 有限元仿真结果与分析 |
| 3.4 金刚石砂带的磨粒群表征参数试验研究 |
| 3.4.1 试验条件 |
| 3.4.2 试验设计 |
| 3.4.3 基于田口法信噪比的试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磨粒群有序化排布砂带磨削工艺试验研究 |
| 4.1 试验条件与方案 |
| 4.1.1 试验条件 |
| 4.1.2 试验方案 |
| 4.2 磨削工艺参数对磨削效果的影响 |
| 4.2.1 磨削深度对磨削效果的影响 |
| 4.2.2 磨削速度对磨削效果的影响 |
| 4.2.3 工件速度对磨削效果的影响 |
| 4.3 基于灰色关联分析的多目标优化 |
| 4.3.1 试验设计与结果 |
| 4.3.2 灰色关联分析简介 |
| 4.3.3 磨削工艺参数优化 |
| 4.4 不同涂覆图案砂带磨削碳化硅陶瓷磨削性能分析 |
| 4.4.1 试验设计 |
| 4.4.2 试验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磨粒群有序化排布砂带磨损性能研究 |
| 5.1 砂带磨损机理及磨损形式分析 |
| 5.1.1 砂带磨损机理分析 |
| 5.1.2 砂带磨损形式分析 |
| 5.2 砂带磨损因素分析 |
| 5.2.1 结合剂对砂带磨损影响 |
| 5.2.2 磨削液对砂带磨损影响 |
| 5.2.3 磨削深度对砂带磨损影响 |
| 5.2.4 磨削速度对砂带磨损影响 |
| 5.2.5 工件速度对砂带磨损影响 |
| 5.2.6 砂带张紧力对砂带磨损影响 |
| 5.3 基于多重线性回归分析的砂带磨耗比预测 |
| 5.3.1 试验设计与结果 |
| 5.3.2 磨耗比回归方程的建立 |
| 5.3.3 磨耗比回归方程试验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
| 学术论文 |
| 发明专利 |
| 致谢 |
（5）新型柱状结构分支电极压电驱动器的数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 压电驱动器国内外现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 压电驱动器的结构及应用 |
| 1.3.1 (单)双晶片 |
| 1.3.2 叠堆型 |
| 1.3.3 复合结构 |
| 1.3.4 压电陶瓷驱动器的应用 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 元件简化模型和轴向静力学性能分析 |
| 2.1 压电原理 |
| 2.1.1 压电效应 |
| 2.1.2 四类压电方程 |
| 2.2 有限元模型的建立 |
| 2.2.1 元件结构分析 |
| 2.2.2 电场分析 |
| 2.2.3 局部模型 |
| 2.3 静力学方程的建立 |
| 2.4 轴向力学性能分析 |
| 2.4.1 电极间距对驱动性能影响 |
| 2.4.2 电极面宽度对驱动性能影响 |
| 2.4.3 基体厚度对驱动性能的影响 |
| 2.4.4 内外径对驱动性能的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 材料机械性能常数对元件驱动性能的影响 |
| 3.1 材料常数输入规则 |
| 3.2 机械性能常数的计算 |
| 3.3 工程常数对元件驱动性能的影响 |
| 3.3.1 材料弹性模量 |
| 3.3.2 材料压电常数和介电常数 |
| 3.3.3 材料泊松比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CBEPA动态理论及动力学仿真分析 |
| 4.1 压电振子的动力学方程 |
| 4.2 压电振子动力学分析 |
| 4.2.1 结构参数和材料属性 |
| 4.2.2 单元类型的选择及网格优化 |
| 4.2.3 模态分析 |
| 4.2.4 谐响应分析 |
| 4.3 电极结构对振子振动特性的影响 |
| 4.4 瞬态分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 HCBEPA的驱动特性研究 |
| 5.1 静态特性分析 |
| 5.1.1 HCBEPA局部模型及结构参数 |
| 5.1.2 电极间隔对驱动性能影响 |
| 5.1.3 电极面宽度对驱动性能的影响 |
| 5.1.4 压电元件基体厚度对驱动性能的影响 |
| 5.2 HCBEPA两种振动模态分析 |
| 5.3 压电振子的一阶弯振特性分析 |
| 5.3.1 几何结构对一阶弯振模态下固有频率影响 |
| 5.3.2 HCBEPA一阶弯曲振动的谐响应分析 |
| 5.3.3 HCBEPA一阶弯振的瞬态分析 |
| 5.4 压电振子的二阶弯振特性分析 |
| 5.4.1 几何结构对二阶弯振模态下固有频率影响 |
| 5.4.2 HCBEPA二阶弯振的谐响应分析 |
| 5.4.3 HCBEPA二阶弯振的瞬态分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）柔顺并联多维力传感器机理建模与应变解析研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 多维力传感器国外研究现状 |
| 1.3 多维力传感器国内研究现状 |
| 1.4 十字梁结构多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.5 并联结构多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.6 柔顺并联多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.7 课题的提出及意义 |
| 1.8 论文的研究内容 |
| 2 柔顺并联多维力传感器的构型设计 |
| 2.1 多维力传感器检测原理 |
| 2.1.1 应变测量原理和组桥方案 |
| 2.1.2 多维力传感器维间耦合的定量描述 |
| 2.1.3 多维力传感器解耦算法 |
| 2.2 基本力测量单元的结构设计 |
| 2.2.1 单维力测量单元设计 |
| 2.2.2 二维力测量单元设计 |
| 2.2.3 三维力测量单元设计 |
| 2.3 基本的柔性单元及力测量支链形式 |
| 2.3.1 柔性单元的种类及特点 |
| 2.3.2 力测量支链形式 |
| 2.4 柔顺并联多维力传感器的分类与构型设计 |
| 2.4.1 柔顺并联多维力传感器的分类 |
| 2.4.2 构型设计流程 |
| 2.4.3 构型设计实例 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 柔顺机构用柔性铰链的组合设计及柔度建模 |
| 3.1 柔性铰链的组合设计流程 |
| 3.2 柔性铰链的组合设计与柔度建模 |
| 3.2.1 柔性铰链的组合设计 |
| 3.2.2 柔性铰链的通用柔度模型 |
| 3.3 双轴椭圆弧柔性铰链的设计与柔度建模 |
| 3.3.1 双轴椭圆弧柔性铰链的设计 |
| 3.3.2 双轴椭圆弧柔性铰链的柔度建模 |
| 3.4 柔性铰链柔度方程解析推导 |
| 3.4.1 圆锥曲线型柔性段柔度公式解析推导 |
| 3.4.2 双轴椭圆弧柔性段柔度公式解析推导 |
| 3.5 有限元验证和数值仿真 |
| 3.5.1 解析柔度模型 |
| 3.5.2 路径定义 |
| 3.5.3 有限元分析和验证 |
| 3.5.4 数值仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 柔顺并联多维力传感器应变解析与优化设计 |
| 4.1 多维力传感器静态性能评价指标 |
| 4.1.1 多维力传感器的数学模型 |
| 4.1.2 基于条件数的传感器静态性能评价指标 |
| 4.2 柔顺并联多维力传感器的应变解析模型 |
| 4.2.1 等矩形截面直梁应变解析 |
| 4.2.2 柔顺串联多维力传感器应变解析 |
| 4.2.3 柔顺并联多维力传感器应变解析 |
| 4.3 新型六维力传感器设计与应变解析 |
| 4.3.1 传感器弹性体结构设计 |
| 4.3.2 柔顺并联4-PSU弹性体结构特点 |
| 4.3.3 柔顺PSU支链刚度建模 |
| 4.3.4 整体刚度建模及力映射解析 |
| 4.3.5 传感器布片及组桥 |
| 4.3.6 应变柔度矩阵解析 |
| 4.4 新型六维力传感器优化设计 |
| 4.5 新型六维力传感器静动态性能仿真 |
| 4.6 新型六维力传感器虚拟静态性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 集成多维力感知柔顺并联机构机理建模与分析 |
| 5.1 柔顺并联机构的准静态模型 |
| 5.1.1 柔性铰链柔度变换和刚度位移变换 |
| 5.1.2 柔顺串联支链 |
| 5.1.3 柔顺并联机构 |
| 5.2 多维力感知柔顺并联机构类型及准静态模型 |
| 5.2.1 所有支链均含力测量和驱动单元类型 |
| 5.2.2 力测量被动支链与主动支链分离类型 |
| 5.2.3 力测量单元与主被动支链混合类型 |
| 5.2.4 柔顺并联机构与多维力传感器串联类型 |
| 5.3 平面柔顺并联机构的准静态模型 |
| 5.3.1 平面柔顺串联支链 |
| 5.3.2 平面柔顺并联机构 |
| 5.4 集成多维力感知平面柔顺并联机构的设计与分析 |
| 5.4.1 二维力感知柔顺并联机构的设计 |
| 5.4.2 柔顺PRR支链刚度建模 |
| 5.4.3 桥式位移放大机构解析建模 |
| 5.4.4 平面2-DOF微动平台主动支链解析建模 |
| 5.4.5 二维力感知解耦微动平台解析建模及力映射解析 |
| 5.4.6 传感器布片、组桥和应变解析 |
| 5.5 集成二维力感知平面微动平台模型验证 |
| 5.5.1 桥式位移放大机构模型验证 |
| 5.5.2 两自由度平面微动平台模型验证 |
| 5.5.3 平面二维力传感器应变解析模型验证 |
| 5.6 二维力感知解耦微动平台优化设计及静动态性能 |
| 5.6.1 优化设计 |
| 5.6.2 静动态性能 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）Al2O3Ti（C,N）-（W,Ti）C新型复合陶瓷刀具的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 陶瓷刀具材料的研究现状 |
| 1.1.1 切削刀具的研究概况 |
| 1.1.2 陶瓷刀具材料的研究现状 |
| 1.2 陶瓷刀具材料的增韧补强方法 |
| 1.3 复合陶瓷刀具研究存在问题 |
| 1.4 本文研究目的和意义 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 Al_2O_3基复合陶瓷刀具材料的设计与制备 |
| 2.1 Al_2O_3复合陶瓷刀具材料的设计 |
| 2.1.1 材料体系的确定 |
| 2.1.2 刀具原始粉末材料粒度的选择 |
| 2.1.3 物理相容性研究 |
| 2.1.4 化学相容性研究 |
| 2.2 Al_2O_3基复合陶瓷刀具材料的制备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 复合粉体的制备 |
| 2.2.3 复合粉体的烧结工艺 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 Al_2O_3基复合陶瓷刀具的微观组织和烧结工艺优化 |
| 3.1 陶瓷刀具的力学性能 |
| 3.1.1 抗弯强度 |
| 3.1.2 断裂韧度 |
| 3.1.3 维氏硬度 |
| 3.1.4 相对密度 |
| 3.2 Al_2O_3基复合陶瓷刀具的室温力学性能和微观组织 |
| 3.2.1 Ti(C,N)含量对陶瓷刀具室温力学性能和微观组织的影响 |
| 3.2.2 (W,Ti)C含量对陶瓷刀具室温力学性能和微观组织的影响 |
| 3.3 烧结温度对Al_2O_3基陶瓷刀具力学性能和微观组织的影响 |
| 3.3.1 烧结温度对Al_2O_3基陶瓷刀具材料微观组织的影响 |
| 3.3.2 烧结温度对Al_2O_3基陶瓷刀具材料力学性能的影响 |
| 3.4 保温时间对Al_2O_3基陶瓷刀具室温力学性能和微观组织的影响 |
| 3.4.1 保温时间对微观组织影响 |
| 3.4.2 保温时间对力学性能影响 |
| 3.5 复合陶瓷刀具材料的增韧补强机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Al_2O_3基复合陶瓷刀具高温抗弯强度及其可靠性 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 高温抗弯强度 |
| 4.1.2 高温断裂韧度 |
| 4.2 AT20W20和AT20W25高温抗弯强度和断裂韧度 |
| 4.2.1 温度对陶瓷刀具材料的高温抗弯强度和断裂韧度的影响 |
| 4.2.2 AT20W20和AT20W25陶瓷刀具材料的高温力学性能演变机理 |
| 4.3 Al_2O_3基陶瓷刀具高温抗弯强度的可靠性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Al_2O_3-Ti(C,N)-(W,Ti)C陶瓷刀具的切削性能及可靠性 |
| 5.1 AT20W20和AT20W25刀具切削不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的切削性能 |
| 5.1.1 刀具材料和工件材料性能 |
| 5.1.2 实验条件 |
| 5.1.3 实验方案 |
| 5.1.4 实验结果及极差分析 |
| 5.1.5 刀具切削性能 |
| 5.1.6 刀具失效机理 |
| 5.1.7 陶瓷刀具AT20W20湿式切削1Cr18Ni9Ti时刀具磨损寿命可靠性 |
| 5.2 连续切削模具钢(Cr12MoV)的切削性能 |
| 5.2.1 工件材料 |
| 5.2.2 实验条件 |
| 5.2.3 实验方案 |
| 5.2.4 正交实验结果及极差分析 |
| 5.2.5 刀具磨损形貌与失效机理 |
| 5.2.6 AT20W20刀具湿式切削Cr12MoV时刀具磨损寿命可靠性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 论文创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文、专利 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）单晶压电陶瓷驱动的超声波钻设计及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景来源及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外的研究现状及分析 |
| 1.2.1 超声波钻研究现状 |
| 1.2.2 超声作动器高低温驱动特性研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究现状分析 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 超声波钻压电换能器设计 |
| 2.1 超声波钻结构及工作原理 |
| 2.2 压电换能器尺寸参数的确定 |
| 2.3 压电换能器动力学仿真分析 |
| 2.3.1 模态分析 |
| 2.3.2 谐响应分析 |
| 2.4 压电换能器性能测试实验 |
| 2.4.1 预紧力矩对输出特性影响 |
| 2.4.2 激励电压频率对输出特性影响 |
| 2.5 压电换能器阻抗匹配 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超声波钻压电换能器温度特性分析 |
| 3.1 超声波钻功率损耗分析 |
| 3.2 压电换能器工作过程温升分析 |
| 3.2.1 仿真模型的建立 |
| 3.2.2 仿真结果对比分析 |
| 3.3 压电换能器工作过程频率漂移特性分析 |
| 3.3.1 仿真分析模型的建立 |
| 3.3.2 仿真结果对比分析 |
| 3.4 压电换能器频率温度特性分析 |
| 3.4.1 频率温度特性理论分析 |
| 3.4.2 频率温度特性仿真分析 |
| 3.5 温度对压电陶瓷应力分布的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超声波钻样机及其高低温实验系统研制 |
| 4.1 超声波钻原理样机研制 |
| 4.2 实验系统总体方案设计 |
| 4.2.1 实验系统功能要求 |
| 4.2.2 实验系统总体设计原理 |
| 4.3 机械系统设计 |
| 4.3.1 进尺单元设计 |
| 4.3.2 柔性连接单元设计 |
| 4.3.3 升降单元设计 |
| 4.4 控制系统设计 |
| 4.4.1 控制系统硬件设计 |
| 4.4.2 上位机程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 超声波钻驱动特性实验研究 |
| 5.1 超声波钻钻进性能测试 |
| 5.1.1 钻压力对钻进效率影响 |
| 5.1.2 钻进介质的适应性 |
| 5.2 超声波钻高低温驱动特性性能测试 |
| 5.3 压电换能器温度特性验证实验 |
| 5.3.1 压电换能器温升及频率漂移特性 |
| 5.3.2 压电换能器频率温度特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）压电陶瓷驱动伺服阀的设计及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 压电陶瓷驱动器的研究现状 |
| 1.2.2 伺服阀的研究现状 |
| 1.2.3 压电陶瓷驱动伺服阀的研究现状 |
| 1.2.4 国内外文献综述 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 第2章 压电陶瓷驱动器的特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 圆环弯曲片的工作原理 |
| 2.3 圆环弯曲片的数学模型 |
| 2.3.1 机械载荷下的输出特性 |
| 2.3.2 电压激励下的输出特性 |
| 2.4 压电驱动器有限元仿真分析 |
| 2.4.1 机械负载下有限元分析 |
| 2.4.2 电压激励下的有限元模型 |
| 2.4.3 压电陶瓷驱动器的简化模型 |
| 2.5 安装刚度的研究 |
| 2.5.1 安装方式选择 |
| 2.5.2 安装零件特性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 压电驱动伺服阀的分析与设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 压电驱动两级伺服阀的工作原理 |
| 3.3 压电驱动两级伺服阀的数学模型 |
| 3.3.1 压电陶瓷驱动器的数学模型 |
| 3.3.2 先导级滑阀的数学模型 |
| 3.3.3 功率级滑阀的数学模型 |
| 3.3.4 位移传感器的数学模型 |
| 3.4 伺服阀的设计 |
| 3.4.1 设计要求 |
| 3.4.2 主阀关键参数的设计 |
| 3.4.3 先导阀关键参数的设计 |
| 3.4.4 压电陶瓷圆环弯曲片的选型 |
| 3.4.5 压电陶瓷驱动两级阀的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 压电驱动伺服阀的特性仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 压电驱动两级伺服阀的特性仿真 |
| 4.2.1 压电驱动先导阀的特性仿真 |
| 4.2.2 压电驱动两级伺服阀的特性仿真 |
| 4.2.3 增益对于伺服阀特性的影响 |
| 4.2.4 先导阀阀芯质量对于伺服阀特性的影响 |
| 4.3 压电驱动器的迟滞特性 |
| 4.3.1 迟滞特性的描述 |
| 4.3.2 压电陶瓷驱动器的迟滞模型 |
| 4.3.3 简化的Bouc-Wen模型的参数识别方法 |
| 4.3.4 压电陶瓷驱动器的迟滞补偿 |
| 4.4 B-W迟滞模型的仿真验证 |
| 4.4.1 Bouc-Wen仿真模型的建立 |
| 4.4.2 参数识别 |
| 4.4.3 前馈控制仿真结果 |
| 4.4.4 前馈补偿+PID闭环控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 压电陶瓷驱动器实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统简介 |
| 5.2.1 硬件部分 |
| 5.2.2 试验台整体设计 |
| 5.3 实验验证 |
| 5.3.1 压电陶瓷驱动电源实验验证 |
| 5.3.2 压电驱动器空载输出及控制策略实验验证 |
| 5.3.3 压电驱动器负载输出及控制策略实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
四、日研制出弹性陶瓷材料（论文参考文献）
- [1]大口径压电倾斜镜的反作用力分析及补偿研究[D]. 冉兵. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [2]陶瓷纤维增强叠层金属陶瓷刀具的研制[D]. 宋英杰. 齐鲁工业大学, 2021(09)
- [3]晶须和高熵合金协同强韧化Ti（C,N）基金属陶瓷研究[D]. 方一航. 南昌大学, 2020(01)
- [4]磨粒群有序化排布金刚石砂带磨削性能研究[D]. 刘广照. 江苏科技大学, 2020(03)
- [5]新型柱状结构分支电极压电驱动器的数值分析[D]. 吴舟. 河南科技大学, 2020(07)
- [6]柔顺并联多维力传感器机理建模与应变解析研究[D]. 李立建. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]Al2O3Ti（C,N）-（W,Ti）C新型复合陶瓷刀具的研究[D]. 于金伟. 山东大学, 2019(02)
- [8]单晶压电陶瓷驱动的超声波钻设计及实验研究[D]. 杨正. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]压电陶瓷驱动伺服阀的设计及特性研究[D]. 宋佳星. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]连续陶瓷纤维的制备、结构、性能和应用:研究现状及发展方向[J]. 陈代荣,韩伟健,李思维,卢振西,邱海鹏,邵长伟,王重海,王浩,张铭霞,周新贵,朱陆益. 现代技术陶瓷, 2018(03)