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高温超导磁浮动态性能的实验研究

温正 , 杨文将 , 丘明 , 刘宇

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.121

在世界各国高重复使用单级入轨运载系统的概念研究中,磁悬浮助推发射技术具有低成本、高性能等优点而成为下一代发射系统可供选择的先进技术,提高动态特性可以有效的保证系统工作的稳定性和可靠性,对于磁浮系统及其磁浮技术的应用研究具有一定的指导意义.本文针对高温超导永磁磁浮机构,建立相应的动态性能测试平台,通过激振和响应回馈信号分析获得系统的刚度和固有频率等动态参数,研究和分析一定振幅、频率条件下悬浮气隙的变化对系统动态性能的影响,并探讨了磁浮系统在动态环境中的自稳定行为和可能的控制策略,为缩比磁悬浮发射试验平台的建立提供可靠的技术依据.

关键词: 激振台 , 动态特性 , 动态刚度 , 共振频率

浇注料在不同加热过程中的弹性模量变化

陈风毅 , 王守业 , 曹喜营 , 柴军福 , 赵瑾

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.06.004

为了研究浇注料烘烤过程中其内部状态变化与其弹性模量变化的相关性,将纯铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料振动成型,自然养护24 h后脱模,部分脱模后试样继续在烘箱中于110℃干燥48 h,部分干燥后试样继续在500℃热处理3 h,采用弯曲共振法检测试样在不同加热过程中的弹性模量变化:1)对脱模后试样,以5℃·min-1的速率升温,并在50℃及其整数倍温度点保温60~90 min,检测试样在加热过程中的弹性模量变化;2)对干燥后试样,以5℃·min-1的速率连续升温至500℃,检测试样在加热过程中的弹性模量变化;3)对500℃热处理后试样,以15℃·min-1的速率连续升温至500℃后保温35 min,检测试样在保温过程中的弹性模量变化。结果表明:1)自由水的排出使试样的弹性模量增大,结合水的排出则使其弹性模量减小;2)在连续升温的加热过程中,自由水和结合水的排出滞后于设置保温的加热过程,试样弹性模量的变化也出现相应的滞后现象;3)快速连续升温过程中试样内部存在热应力,温度和热应力的存在会影响试样的弹性模量;4)浇注料烘烤过程中弹性模量的变化可综合反映其内部状态变化尤其是水分排出情况的变化。

关键词: 刚玉质浇注料 , 烘烤 , 弹性模量 , 弯曲共振法 , 共振频率

2D-C/SiC缺口试样的拉-拉疲劳损伤

侯军涛 , 乔生儒 , 韩栋 , 吴小军 , 李玫

材料导报

研究了二维正交编织C/SiC双边对称圆弧缺口试样室温和高温真空的拉拉疲劳行为,正弦波疲劳应力比R=0.1,频率60Hz,循环基数106次.循环到规定周次停机,测量试样的共振频率、电阻,并进行SEM观察.结果表明,2D-C/SiC复合材料缺口试样拉-拉疲劳的S-N曲线非常平坦,其疲劳极限是同温度下缺口试样拉伸强度的80%~90%,光滑试样和缺口试样的疲劳极限比值与理论应力集中系数基本相同.缺口试样在疲劳过程中,电阻表征损伤与模量表征损伤的规律基本一致.在疲劳试验初期阶段,缺口附近损伤发展很快,主要表现为产生大量与加载方向垂直的裂纹,随着疲劳次数的增加,损伤发展减缓,但损伤形式逐渐增多,缺口附近与加载方向垂直的裂纹数量明显多于平行加载方向的裂纹数.讨论了电阻表征损伤和模量表征损伤之间的关系.

关键词: 缺口 , 2D-C/SiC , 拉-拉疲劳 , 损伤 , 电阻 , 共振频率

压电复合材料换能器耦合振动特性研究

张虹 , 龙士国 , 李婷

功能材料与器件学报

本文建立了针对压电复合材料的压电复合换能器耦合振动有限元模型,采用有限元方法研究了压电复合材料类型对换能器振动模态与共振频率的影响,并对换能器共振频率与压电复合材料结构几何尺寸之间的关系进行研究.结果表明:压电复合材料类型不同,换能器的振动模态振型会发生改变,并且其前两阶共振频率差值会因压电复合材料的基体材料的杨氏模量和泊松比的不同而发生变化,即共振频率差值随着基体材料杨氏模量的增大而增大,但随着泊松比的增大而减小;而且共振频率与压电复合材料的结构几何尺寸有关,即随着压电复合材料厚度的增大,换能器的纵向振动频率与弯曲振动频率都会逐渐减少,但两频率之间的间距是逐渐拉大的.

关键词: 有限元法 , 共振频率 , 压电复合材料 , 基体材料 , 耦合振动

高温超导悬浮系统的振动属性研究

李科财 , 赵立峰 , 秦黎 , 马家庆 , 白雪 , 张勇 , 赵勇

低温物理学报

本文研究了YBCO高温超导磁悬浮系统在竖直方向上不同的悬浮高度,不同的振动频率扰动下的振动属性.研究表明在一般的小的扰动下,悬浮系统类似于一个弹簧系统,该系统可以恢复到初始的悬浮高度.而当系统受到一个共振频率的扰动时,系统会发生剧烈的振动,会引起能量的损失,悬浮高度的降低.系统的共振频率会随着系统初始悬浮高度的降低而增加.这些关系在改善一些磁悬浮系统的悬浮性能有着重要的意义.

关键词: 超导磁悬浮 , YBCO悬浮系统 , 共振频率 , 阻尼

FeCoV/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/Ni薄膜复合结构的磁电效应

付中泽 , 杜兆富 , 丁辉 , 王蕾 , 张洪平 , 赵栋梁

金属功能材料 doi:10.13228/j.boyuan.issn 1005-8192.2015039

为了适应器件的小型化、提高薄膜两相复合磁电材料的磁电效应,采用磁控溅射方法在Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)衬底上生长FeCoV薄膜和Ni薄膜,形成FeCoV/PMN-PT/Ni薄膜复合结构.采用动态磁电系数测量系统对复合结构的磁电性能和共振频率进行了研究.结果表明:复合结构的磁电系数随直流偏置场的增加呈现先增加后减小的趋势,在约39.8 kA/m附近达到峰值17.8×10-3 mV·cm-1·A·m-1,在31.84 kA/m的直流偏置场下,磁电电压随着交流激励场强度的增加呈线性增加.复合结构在85.5 kHz下具有一个明显的共振峰,在共振频率下,磁电性能提高5倍以上.

关键词: 磁电效应 , 磁致伸缩 , 共振频率 , 复合材料

珠光体基体灰铸铁内耗、共振频率及组织的关系研究

汤虎 , 彭金花 , 杨弋涛

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2011.04.006

采用自由衰减法在常温和变温下测试了不同条件下所得铸铁阶梯试样的内耗值,并对所测位置的石墨分布状态进行量化统计,进而研究铸铁内耗的影响因素.分析结果表明,石墨的面积及周长对铸铁内耗有着重要影响,且铸件的共振频率始终与内耗有着相反的变化规率;在升温测试条件下,铸铁内耗试样会在100℃左右出现内耗峰.

关键词: 灰铸铁 , 内耗 , 阶梯试样 , 共振频率 , 石墨

(Fe1-xCox)78.4Nb2.6Si9B9Cu1纳米晶软磁合金的结构与高频磁性

马晓华 , 王治 , 王光建

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.03.011

研究了非晶(Fe1-xCox)78.4Nb2.6Si9B9Cu1(x=0.35,0.5,0.65)合金490℃等温退火0.5 h后的结构与高频磁性.XRD分析表明,退火后非晶合金实现纳米晶化,析出晶粒尺寸约15 nm的α-FeCo(Si)软磁晶体相;随Co含量增加,晶格常数变小.利用Pseudo-Voigt2函数模拟XRD衍射峰并计算了晶体相体积分数,由晶体相体积分数及晶格常数估算了剩余非晶相的成分.用阻抗分析仪测量了合金在10 kHz-10 MHz范围的磁谱曲线.结果表明,随Co含量增加,合金初始磁导率降低,而共振频率明显提高,用畴壁运动方程及畴壁钉扎理论解释了Co含量变化对纳米晶合金高频磁性的影响规律.

关键词: Fe-Co基合金 , 纳米晶 , 磁导率 , 共振频率 , 畴壁钉扎

无纺布插层共固化双马树脂基复合材料的力学和阻尼性能

倪楠楠 , 温月芳 , 贺德龙 , 益小苏 , 许亚洪

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.05.015

利用尼龙无纺布(PNF)和芳纶无纺布(ANF)为插层材料,采用共固化工艺制备了结构阻尼复合材料.利用动态力学分析仪测试并分析了复合材料的损耗因子和储能模量等动态力学指标;通过弯曲实验和短梁剪切实验评价其静态力学性能.此外,通过单悬臂梁强迫共振实验和自由振动衰减实验研究了复合材料层合板的共振频率和损耗因子.结果表明,添加2种无纺布能够与基体树脂在层间形成非反应双连续的相结构,插入ANF的[0°]16铺层复合材料归一化的弯曲强度和模量比空白样品提高了约10%,[±45°]4s铺层复合材料的弯曲强度提高约50%,且均高于插入PNF的复合材料.此外,由于层间富树脂区的形成和界面数目的增加提高了共固化复合材料的阻尼性能,插入15层PNF的[0°]16铺层复合材料的损耗因子达到0.0026,比空白样品提高了约116.7%,[±45°]4s铺层复合材料的损耗因子达到0.0064,比空白样品提高了约14.3%.

关键词: 无纺布 , 结构阻尼复合材料 , 共振频率 , 共固化 , 损耗因子

夹持效应对层状磁电复合材料磁电效应的影响

杨超 , 章天金 , 梁坤

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.02.030

设计了Terfenol-D/PZT/Terfenol-D(T/P/T)、Terfenol-D/PZT(T/P)、Terfenol-D/PZT/Glass(T/P/G)3种不同结构的层状磁电复合材料,研究了夹持效应对其振动模式的调控作用及其磁电效应的影响.结果表明,对称结构只有长度振动模式,而非对称结构同时具有弯曲振动和长度振动模式;夹持效应使两种共振模式的共振频率均向高频方向移动;夹持效应提高了低共振频率下的一阶弯曲振动强度;在准静态频率下,T/P/G结构的磁电耦合系数有最大值0.89 V/(cm·Oe).在低频下,弯曲振动模式占主导地位,同时夹持效应显著抑制了长度振动模式,该两种振动模式引起的磁电效应相反,从而使得总磁电耦合系数得到提高,所以夹持效应提高了器件在低频应用的可能性.

关键词: 振动模式 , 共振频率 , 夹持效应 , 磁电效应

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