针对传统动力吸振器在悬臂梁振动抑制时需要提供较大阻尼以保证不影响其吸振性能的不足,以颗粒阻尼悬臂梁为研究对象,利用颗粒阻尼附加质量小和宽频减振效果好的优点,设计了不同的颗粒阻尼器结构并采用试验验证的方法验证了颗粒阻尼器对悬臂梁振动衰减抑制的能力,同时研究了不同颗粒阻尼器参数对悬臂梁的减振特性影响。试验结果表明相比于空梁以及空梁附加等效质量块,颗粒阻尼器在宽频带内具有优良的振动抑制效果,其中三角行截面阻尼器最大减振可达95.1%,而当填充率为70%时其振动能量损耗最多,质量比的增大使得颗粒阻尼振动抑制能力先提高后降低,且在质量比为14%时减振效果最好。

从截面尺寸和材料选择两方面对单机多工位冲压系统自动送料装置悬臂梁展开轻量化设计研究。依据实际工况及工位间的空间限制情况,基于悬臂梁截面尺寸及最大挠度等约束条件,以悬臂梁质量最轻为优化目标,建立了悬臂梁优化设计模型。以45钢、轧制青铜、硬铝合金和PVC板4种常用材料为例,采用遗传算法分别对悬臂梁的截面尺寸进行优化,得到不同材料悬臂梁优化后的截面尺寸和质量。对优化结果进行对比分析,结果显示,以硬铝合金为材料的悬臂梁质量仅为0.196 kg,硬铝合金为最优选择。对优化后的悬臂梁进行有限元分析校核,结果表明,优化后的悬臂梁满足屈服强度和挠度要求。

接触式传感体是常见的传感器力敏感部件,其接触应力和使用寿命直接影响到传感器的检测精度和可靠性。以光纤光栅间隙传感器的重要检测部位悬臂梁-斜楔对为研究对象,通过COMSOL建立其接触式传感体力学模型,深入分析了传感体材料和接触尺寸对模型接触应力的影响规律。利用ANSYS Workbench开展传感体疲劳寿命仿真计算,仿真得到的间隙传感体的使用寿命达3.4462×10~5次,满足实际使用需求。这些工作的开展,为精密传感体的接触应力研究和疲劳寿命计算提供了一种思路。

介绍了基于弹性梁有效变形长度控制的柔顺性触觉再现装置的组成和工作原理。针对大挠度下弹性梁的非线性问题,建立了该装置的有限元模型并进行了数值计算标定。在此基础上又对其进行了静态载荷标定。通过理论值和实际值两方面的对比和分析,验证了该装置的有效性。为研究类似的装置标定问题提供了具有参考价值的思路。

设计一个综合性振动参数特性测量实验,对振动波形图法、半功率点法、李沙育图法3种实验方法分别进行了理论分析与比较,阐明了3种实验方法的各自适用性,即振动波形图法适用于阻尼比小于0.3时的振动系统;半功率点法适用于阻尼比小于0.5的小阻尼比系统;李沙育图法适用于阻尼比较大的系统。从而得出,在不同阻尼比情况下应该采用的实验方法。

本文在用悬臂梁法测量粘弹性材料的复剪切模量时,采用误差分析的方法来拓宽复剪切模量的测试频率并提高其测试精度。文章分析了影响粘弹性材料复剪切模量的主要因素,引入了误差放大因子,讨论各因子对复剪切模量最终测量值的影响,提出了选择合适的试件尺寸并采用误差放大因子控制的方法,可以提高测试频段和测试精度。最后通过实验验证了此方法,并把复剪切模量的测试频率提高到5kHz左右。

在分析原子力显微镜工作原理的基础上，详细介绍了各种基于原子力显微镜的悬臂梁微尖端器件的应用进展，并展望了悬臂梁微尖端器件的发展前景。

针对薄膜热物性测量还没有成熟的测试系统，设计了一种基于微桥静态测量法的复合薄膜热导率测试系统。该系统由PC机、仪器控制与数据采集模块、可控温真空系统构成。软件编程在LabVIEW平台上实现。利用该系统测量了由SiO2薄膜和多晶硅溥膜组成的悬臂梁结构的复合薄膜热导率。在10．4Pa真空中，测得悬臂梁平均温度320～400K范围内的等效热导率在9～12W／（m·K），其热导率随着温度升高而增大，测试结果和理论值一致。实验表明：系统测试效率高、通用性好，且易于扩展。

摩擦力的测量始终是摩擦磨损试验机的重要组成部分之一.在自行开发的模拟缸套/活塞环摩擦学性能的试验机中,采用弹性悬臂梁配合力传感器进行摩擦力的测量.推导了弹性悬臂梁测量摩擦力的公式,并用有限元软件分析了弹性悬臂梁的变形,确定了合适的截面形状.经试验验证,设计的摩擦试验机能够基本真实地反映缸套/活塞环摩擦副的运动和摩擦学规律,具有较强的可信度.

针对传统悬臂梁-质量块结构加速度计存在的灵敏度与固有频率不能兼顾的问题，设计一种差动式光纤Bragg光栅加速度计，建立系统模型，对测量精度等进行理论计算与分析．传感头设计采用主梁与微梁结合的结构，是悬臂梁-质量块结构的一种改进形式，并运用有限元方法对其静态特性和动态性能进行仿真分析．结果表明：该设计系统精度可以达到10．5×10^-3g，固有频率为270Hz，固有频率是同等精度的传统悬臂梁结构光纤光栅加速度计的2．7倍；此结构的加速度计在不降低灵敏度的同时可以有效提高系统的固有频率．