提出了一种将铁电材料与MEMS集成的新趋势,并介绍了几种在这种趋势下应运而生的最新的微传感器和微执行器.

主要介绍了多孔硅的制备方法(化学法、电化学法及原电池法等)、多孔硅导热系数测试的几种常用手段(温度传感器法、显微拉曼散射法及光声法等)、导热系数的理论模型及影响因素.此外,采用不同方法制备了多孔硅样品,分析了其表面形貌并用显微拉曼光谱法测定了导热系数.结果发现,化学法制备的多孔硅孔径尺寸大于微米量级,而利用大孔硅电化学和原电池法得到的样品孔径尺寸小(约20 nm),属于介孔硅.由于腐蚀条件的不同,多孔硅的孔隙率和厚度也不同,多孔硅的导热系数随孔隙率和厚度的增大而迅速减小.

本文研究了少自由度并联机构进行运动仿真的方法,应用Pro/E和ADAMS软件结合来进行运动仿真,并在文章中提供了利用这个方法成功对一个三自由度并联机构进行运动仿真的实例.

针对旋转离心机装配后机构存在偏心、预加载时间较长和加载转速限制等问题,提出了磁流变液延期解除保险机构等效旋转试验平台。该平台把旋转问题转化为了单向加载问题,从而实现了等效旋转,能在3ms内完成预加载,可精确加载到极高转速对应的载荷,能够精确测量磁流变液引信延期解除保险时间。等效旋转试验误差分析表明,经修正后等效旋转试验平台的等效误差不大于5%,能够很好地等效弹丸实际旋转时磁流变液的泄流情况。

为计算小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间,通过分析其工作时的能量损失,建立其延期解除保险时间模型。通过数值模拟分析修正经验局部阻力系数,确定其新的取值范围。对比小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间的计算值与实验测量值,采用经验公式计算得到的经验局部阻力系数计算时,最小误差为23.32%;采用数值仿真得到的经验局部阻力系数计算时,最大误差为13.47%,误差降低了9.85%。经验局部阻力系数对小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间计算精度影响较大,需对其进行修正。

针对引信磁流变液解除保险机构贮存后使用的安全性和可靠性问题,提出一种贮存寿命评估方法,并对其进行寿命评估。通过贮存稳定性实验,分析在恶劣环境下存贮对磁流变液的屈服应力和黏度的影响以及对引信磁流变液解除保险机构的性能影响。实验结果表明长时间的高温会导致磁流变液中的铁磁颗粒沉降团聚,说明高温可加速引信磁流变液解除保险机构失效;通过建立贮存寿命加速模型,提出适用于引信磁流变液解除保险机构贮存寿命的评估方法;采用这种评估方法对引信磁流变液解除保险机构在正常贮存条件下的可靠贮存寿命进行评估。评估结果表明:引信磁流变液解除保险机构的可靠贮存寿命为15.2 a,具有较好的贮存性能,满足引信的可靠性和安全性要求。

为了计算和调节磁流变液孔口流量,对流场的区域进行剖分和分析,建立了磁流变液孔口出流数学模型.通过数值模拟的方法,对局部阻力系数进行了修正.通过孔口出流实验,验证了数学模型的精确性,并研究了孔口流量的影响因素.结果表明:该数学模型能够较为精准地计算孔口流量,并且在一定条件下通过改变磁流变液黏度、孔长、孔径和外加压强能有效地调节孔口流量.

针对小口径弹药引信磁流变液延期解除保险机构通用性的问题,分析了机构结构、磁流变液特性和环境参数对延期时间的综合影响,通过旋转等效实验确定了该机构延期时间的调控能力.在机构结构分析中,分析了孔型、孔径和孔长对延期时间调控的影响,选择孔径作为时间调控参数.在磁流变液特性分析中,基于HerschelBulkey模型,推导了磁流变液黏度表达式,并通过黏-温特性实验,确定了磁流变液泄流时黏度的影响因素.通过旋转等效实验深入研究了在60 000～90 000r/min转速条件下孔径和磁流变液配比对延期时间的调控能力.研究结果表明:在磁流变液配比为7∶1,8∶1,9∶1和0.26～0.30mm孔径条件下,能够更有效地调控延期时间,并且这种机构在60 000～70 000r/min转速条件下有很好的通用性.

在高含硫气田开发砜胺液脱硫脱碳工艺中,砜胺液泵是天然气净化装置采用机械密封作为轴封的最关键机泵,也是整个净化工艺系统最为重要的多级离心泵。砜胺液泵机械密封失效频繁、清洗置换隔离繁琐、备件费用高、检修周期和备件采购周期长,是转动设备专业日常维护的重点和难点。该文从机泵的工艺工况、机械密封设计制造、设备运行、密封管理、冲洗方案及密封维护等多方面探寻制约砜胺液泵机械密封长周期运行的关键点,发现了半贫泵机封轴套与泵轴不同步是机械密封失效的根本原因,通过在主轴上钻取沉孔固定机械密封轴套的方式能够可靠且稳定地延长机械密封运行周期以及高压泵机械密封内部存在固体杂质是机械密封失效的根本原因,通过优化机械密封内部结构和增加外部冲洗的方式能够延长机械密封运行周期。

基于对国内外空间伸展臂机构研究状况分析，提出一种四棱柱型剪叉式空间伸展臂。在分析伸展臂工作原理的基础上，确定折展单元（剪叉单元）的构型特征，并基于螺旋理论求解伸展臂折展单元运动度，验证四棱柱型剪叉式空间伸展臂的运动单一性和折展稳定性。据此，分析空间伸展臂折展单元的几何特性，获得折展单元轴向展开运动规律线图，并利用所研制的原理装置在低重力模拟环境下完成伸展臂展开性能和重复展开精度测试，结果表明四棱柱型剪叉式空间伸展臂满足空间折展机构的功能需求。