设计合理的普通空心圆柱滚子,虽然可以大幅度降低轴承的接触应力,改善或消除接触应力的“边缘效应”,但对于降低等效应力意义不大。为了解决这一问题,提出了一种新型空心圆柱滚子,根据接触力学理论,利用有限元软件ABAQUS,合理建立了新型空心圆柱滚子轴承的有限元分析模型。结果表明设计合理的新型空心圆柱滚子可以很好的解决滚动体与滚道接触时的等效应力“边缘效应”问题。研究结果为新型空心圆柱滚子轴承的设计开发提供了理论依据。

目前对扭转微镜力学特性方面的研究主要围绕静态特性展开，对于其动态特性的分析，已经给出了非耦合与耦合两种模型，但模型中的静电驱动力与驱动扭矩都是建立在无穷大板电容的基础上。而实际应用中的扭转微镜是有限尺度的，即在边缘处电力线会发生泄漏和弯曲，从而产生边缘效应。引入有限板电容的静电力修正公式，计及边缘效应对扭转微镜动态响应的影响。由于在计及边缘效应后，系统方程的驱动力项比较复杂，不能导出其解析表达式，故采用了数值积分方法进行相关处理，并采用迭代修正齐次扩容精细积分法求解非线性动力方程，得到了稳定、精确的数值解。计算结果显示，动态响应幅值在计及边缘效应后比未计及时要大，且扭转微镜的尺寸参数对边缘效应的影响有很大的关联性。

文中用逼近法和双线性变换法，设计了用于圆度测量的高斯数字逼近滤波器，并给出了零相移的递归滤波算法，计算量小，计算效率高，易于实现。增加逼近滤波器节数，可以提高滤波精度，8节高斯逼近滤波器的幅度传输特性偏差小于2%。用于圆度测量的高斯数字滤波算法还有效地解决了滤波的边缘效应问题。

为解决梳齿驱动器中理想计算模型误差较大的问题,利用平板电容理论及微积分方法,对制作工艺及边缘效应的影响进行了分析,并建立相应的计算模型.在此基础上,以加工完毕的梳齿驱动器为研究目标,得到其电容在理想条件下、考虑制造工艺误差及边缘效应条件下的计算结果分别为1.267 3 pF和1.440 3 pF.两者与利用高精度LCR测试仪测量所得电容1.517 2 pF之间的相对误差分别为16.47%和5.07%.实验结果表明,考虑制造工艺误差及边缘效应时计算结果的精度远远高于理想条件下计算结果的精度,证明了该理论模型的正确性.

准确计算静电力是分析微机械陀螺力学特性的关键。文章基于微陀螺静电驱动原理,介绍了微梳齿结构的静电场计算的无限大平板模型,边缘效应模型,拐角效应模型三种模型。推导了三种模型的电容计算公式和静电力计算公式。通过数值计算和有限元计算,得到交叠长度变化时,不同计算模型的电容和静电驱动力的对比和各种模型的适用范围。说明在微尺度条件下静电场的边缘效应和拐角效应应当在设计和计算梳齿时应当充分考虑。