角接触球轴承流固耦合仿真分析
角接触球轴承在运行过程中的润滑状况至关重要,润滑油直接影响滚动轴承的接触状态。为分析角接触球轴承的润滑状况以及考虑润滑时轴承的机械特性,基于有限元和晶格玻尔兹曼方法,建立了双向流固耦合轴承仿真模型,对角接触球轴承进行动力学有限元仿真和润滑流体仿真,并与轴承拟静力学理论计算结果进行对比,验证模型的准确性。分析结果表明,保持架与滚珠接触并撞击,在轴承腔内油膜压力最大,滚珠与内圈、外圈滚道接触区分别为第二、第三大油膜压力区。润滑油受滚珠公转影响,沿着滚珠转动方向流动,实现对滚珠与内圈、外圈和保持架之间的润滑。滚珠运动和最大接触应力仿真结果与轴承拟静力学理论求解结果一致,即流固耦合仿真模型计算轴承机械特性具有较高的准确性。
压电微致动器元件的制作及特性分析
目的是设计和制作一种新型压电微致动器,用于高密度硬盘磁头的精确定位。其中,压电元件由传统的或改进的溶胶一凝胶工艺制备并利用反应离子刻蚀成型,压电层厚度范围为0.6~3μm。采用X-射线衍射和原子力显微镜等对PZT薄膜的物相、表面形貌以及颗粒尺寸等进行分析。结果显示,随着PZT层厚度从0.6~3μm的不断增加,其内部颗粒尺寸也相应增大,粗糙度越低。此外,该微致动器的驱动机理通过多普勒干涉仪进行测量。结果表明,对于封装了3μm厚PZT元件的U型微致动器悬臂装置,在±20V交变电压作用下,微致动位移达到1.146μm,谐振频率超过22kHz。
原子力显微镜针尖与样品间的材料转移
研究氮化硅尖在十八烷基三甲基氧硅烷(OTE)/云母表面的修饰过程。使用原子力/摩擦力显微镜。以云母作为参考样品,研究了针尖在样品表面的修饰效应和修饰后针尖的清洁过程,并考察了湿度和载荷对针尖修饰效应的影响。修饰过程不是一个渐进的过程,在最初几次摩擦扫描中修饰较快,然后在10-20次扫描后达到平衡态。在OTE/云母表面修饰后的针尖在云母表面的摩擦力信号比修饰前针尖在云母表面摩擦力信号小,并且大部分吸
一种新型微致动元件的制作及特性研究
介绍了一种用于计算机磁头精确定位的新型压电元件.该元件采用高速流延工艺制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3多层膜,由丝网印刷工艺制作Ag/Pd内电极.为优化元件的制作工艺,对流延过程作了DTA/TGA分析.结果显示,采用110℃、350℃和1090℃的三步烧结工艺可显著提高元件的钙钛化程度,从而提高其压电性能,减少内部缺陷.对元件的XRD分析显示,110℃和350℃时压电薄膜中以钙钛矿相为主,且存在大量的焦绿石相,当烧结温度达到1090℃时,焦绿石相的含量已经很少.SEM分析表明,与最终烧结温度1070℃相比,当烧结温度达到1090℃时元件的显微结构更为致密,内部缺陷更少.封装测试在多普勒干涉仪上进行,结果表明,该致动器具有优异的位移/电压灵敏度、谐振频率等特点.
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