高性能陶瓷材料在汽车发动机中的应用

以 1 997年第 6届“发动机用陶瓷材料及部件”国际研讨会 (东京 )上的几篇报告和美国能源部 1 993年～1 998年“热机用低成本陶瓷”计划为基础 ,综述了陶瓷材料在国外汽车发动机中开发应用的情况     

基于MOEA/D-DAE的轨道车辆扇形压电元件结构优化方法

在轨道交通向低碳化、智能化方向发展的需求驱动下,用于实现轨道车辆在线状态智能监测的小型车载传感设备的无源无线化日趋广泛。压电响应元件可以将轨道车辆振动能量用于供电,从而避免采用传统的电池和外部接线方式,减少车辆改造及维护成本、增强系统的抗干扰能力。但是由于压电元件在工程应用中普遍存在着工作频率与振源频率匹配偏差问题,其俘获振动能量的能力难以得到有效的开发。针对这一问题,提出一种对扇形压电悬臂梁元件进行频率匹配最优化设计的方法：为了大幅减少有限元仿真精确计算的次数、节约设计时间,使用拉丁超立方采样法从参数化的ANSYS有限元模型中获取用于训练模型的样本点集,建立精确度较高的Kriging代理模型;通过实际测试采集、分析轴箱处固有的频域振动特性;以压电梁的工作频率点与轴箱振动频率集中点的距离、结构自重最小构建多目标优化模型,采用基于分解和检测-逃逸策略的多目标进化优化算法(MOEA/D-DAE)求解,获得相对较优的解的集合——Pareto前沿;最后采用聚合树方法筛选出最优解。研究结果表明：所采用的方法相比于NSGA-II降低了计算复杂度、设计准确性高,输出电压最高提升至初始设计的219%,...     

基于压电陶瓷的法兰连接中高强螺栓松动损伤监测试验研究

针对法兰连接构件中高强螺栓的松动问题,该文提出基于压电陶瓷的法兰连接中高强螺栓松动损伤监测方法,采用压电波动法对法兰连接中高强螺栓松动损伤进行监测试验研究,两个钢法兰通过4颗高强螺栓连接,在钢管表面预定位置粘贴压电陶瓷片,其中1个作为驱动器发射应力波信号,另外3个作为传感器接收应力波信号。试验包括健康状态、松动1颗、2颗、3颗、4颗高强螺栓共5个工况,法兰连接试件采用横向和竖向两种放置方式。试验中判断螺栓的松动损伤程度分析方法包括时域分析、频域分析以及小波包能量分析。结果表明:随着法兰连接试件之间的紧密性减小,时域、频域信号幅值均逐渐降低,小波包能量也会逐渐减少。     

基于压电陶瓷的柴油机电控喷油器的研究

相比传统电磁阀喷油器,压电陶瓷喷油器在诸多方面拥有无可比拟的优势。文章研究了压电陶瓷的特性,发现了目前应用中存在的主要困难,并提出了选材、算法等方面的解决方法。在对压电陶瓷型喷油器系统控制算法的研究过程中,提出了单神经元自适应PID算法,使闭环系统在诸如响应时间、控制精度等各方面的性能均得到有效改善。     

基于压电陶瓷波动法的预制拼装结构界面损伤识别研究

针对因荷载及环境等多因素影响下预制拼装结构中拼缝界面出现脱黏、滑移、分离等问题,提出了一种基于压电陶瓷波动法的预制拼装结构界面损伤识别方法。该文设计并制作了一个预制拼装试件,将压电陶瓷通过水泥浆进行封装并预先埋置在试件内部作为驱动器与传感器,再利用千斤顶给试件施加剪切力模拟试件剪切破坏,运用压电陶瓷波动法的结构健康监测原理及均方根偏差RMSD(Root Mean Square Deviation)公式,定义了预制拼装结构界面的损伤指标DI(Damage Index),通过监测预埋在预制拼装试件中的智能骨料SA(Smart Aggregate)的频谱值变化规律,并对比预制拼装试件的健康状态工况、轻度损伤状态工况及重度损伤状态工况下的小波包能量值与损伤指数。试验结果表明:预制拼装结构界面损伤指数DI会因界面损伤程度增加而增大,且能有效地量化预制拼装结构的损伤程度。上述研究成果验证了压电陶瓷波动法在监测预制拼装结构界面损伤的可行性。     

车身振动主动控制压电层合板结构的优化

利用ANSYS有限元仿真软件对车身压电层合板振动主动控制结构进行了谐响应优化分析,确定了压电陶瓷材料的较佳粘贴分布方案,为汽车振动主动控制压电层合板结构的设计提供理论依据。     

基于压电薄膜的车辆动态称重系统数据采集及处理

介绍了基于压电薄膜的车辆动态称重系统数据采集前端的信号调理电路,针对传感器信号进行了处理及分析,着重介绍数据滤波以及系统试验方案,并给出了整个系统的程序流程图。     

使用压电材料降低车内噪声装置的开发

铁道车辆的高速化发展，对车内环境舒适度提出了更高的要求。由于铁道车辆噪声源众多，且传播路线错综复杂，必须考虑客室及内装修因振动逐步改变的特殊情形。因此，日本铁道综合技术研究所提出了通过将新开发的采用压电材料降低噪声的板体安装在内装修板材上以降低内装修板体透射噪声的方案，希望以此抑制来自外端墙面的透射噪声，降低新干线车辆连廊部噪声。     

动态消息

国内动态●未来5年中国轨道交通规划未来5年,中国城市轨道交通每年的建设里程都将超过500km。北京、上海、广州等22个城市将建设79条城轨线路,总长度达2260km,总投资8820多亿元。(周文龙)     

压电介质反平面问题中导电与电介质刚性线的相互作用

将压电介质中的一对电介质和导体刚性线夹杂问题归结为数学中的Riemann—Hilbert问题。利用Muskhelishvili的方法，得到问题的精确解。对于由电介质和导体组成的单一刚性线夹杂问题进行了分析，发现了联结点处的奇异性，给出其端点处的J一积分值。