位移的案例
驅動鈦絲（SMA）的可靠性設計（5）位移設計
位移設計
所以，我們在位移設計的過程中，需要結合我們產品的實際壽命需要，選擇合適的收縮率。
例如：
產品驅動壽命需求1000萬次，設計驅動位移量控制在1-2%的收縮率指標位置；
產品驅動壽命需求50萬-100萬次，設計驅動位移量控制在3-4%的收縮率指標位置；
產品驅動壽命需求小于100次，設計驅動位移量控制到最大至5%的收縮率指標位置。
3、 鈦絲驅動位移設計常見結構模型
很多的情況下，我們都可能會發現我們的驅動位移量不夠，在鈦絲的合適收縮率情況下增加位移的結構模型有很多。
例1：杠桿結構
我們采用直線形態的鈦絲驅動杠桿，直線鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設計4%的位移量，通過1:1.25的杠桿比例，讓驅動位移達到5mm的效果。
例2：琴弦結構
我們采用多個直線形態的鈦絲錯位疊加，鈦絲和鈦絲之間采用傳動的滑塊相互連接，鈦絲越多，驅動位移越大。
例如3根直線鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設計4%的位移量，每根鈦絲產生4mm的驅動位移，3根鈦絲讓驅動位移達到12mm的效果。
例3：三角函數結構
我們將一根鈦絲，兩端固定，中間作為驅動點，鈦絲的驅動點和固定點形成三角函數關系，我們可以利用勾股定理得到類似杠桿的放大效果，得到更大的驅動位移量。
當sinA=0.4時，鈦絲的直線驅動方向的位移量是驅動點的方向的1:3倍關系，鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設計4%的位移量4mm，在驅動點的方向，我們會獲得12mm的驅動位移量。
例4：U型+三角復合結構
為了滿足空間布局，同時又要滿足位移量和力量的需求，我們可以采用U型驅動和三角函數驅動的組合驅動形態，獲得最大位移量的同時，又獲得了最大化的力量。
展開 電感式位移傳感器如何實現高精度測量，測量位移有什么特點？
電感式位移傳感器具有高精度測量的特點，由于它采用無接觸方式進行測量，避免了因接觸而產生的誤差和磨損，從而保證了測量的準確性。其高分辨率和微小的量測誤差，使得它能夠滿足各種高精度測量的需求。在工業自動化控制系統中，電感式位移傳感器能夠精確地監測被測物體的位移變化，為生產過程的精確控制提供了有力的支持。
電感式位移傳感器是一種基于電感效應（也稱為感應電感）的傳感器，用于測量物體的位移或位置。電感式位移傳感器具有以下特點：
1.非接觸式測量：通常是非接觸式的，無需直接接觸被測物體，避免了磨損和干擾，適用于一些需要保持清潔或避免機械損耗的場合。
2.高精度：可以實現較高的測量精度，能夠準確地測量微小的位移或位置變化，滿足精密測量的需求。
3.高靈敏度：對位移變化的響應速度快，靈敏度高，能夠實時監測物體的位置變化。
4.耐磨損：由于是非接觸式的測量方式，通常不容易受到磨損，具有較長的使用壽命。
5.免維護：相對于接觸式傳感器，電感式位移傳感器不需要經常清潔或維護，維護成本低。
6.適用范圍廣：可以適用于各種不同的工業應用場景，如自動化生產線、機械設備監測、航空航天領域等。
電感式位移傳感器具有非接觸式測量、高精度、高靈敏度、耐磨損、免維護和適用范圍廣等特點，適用于需要精確、穩定和可靠的位移測量場合。
展開 細說振動位移、速度、加速度
振動分析常用的量包括振動的位移、振動的速度和振動的加速度。
在以前的文章中我們介紹過振動位移、速度、加速度信號在進行振動分析中的選擇及其原則。事實上，只要了解這三者的本質含義和差異，那么這些對應的選擇問題就迎刃而解了。因此本文從振動的位移、速度、加速度的含義和關系方面進行一定的介紹。
振動位移、速度、加速度的定義以及關系
上圖為一個簡單振動的示意圖，我們用這個圖來說明一些概念。
首先，假設某質點初始位置為橫軸上某個位置，當振動開始之后，質點在任意時刻距離在振動方向上和初始位置之間的距離差A就是位移。質點到達這個位置所有時間t，那么此時這個質點的速度就是A對t的微分。同樣的邏輯，質點振動速度對于時間的微分就是振動的加速度。相反的，振動的加速度是振動速度對時間的積分，振動的速度是振動位移對時間的積分。
上面的圖是這個振動的時域圖，不難發現，這個振動中，質點距離原始點最大的距離A是正弦波的幅值。這個質點在通過0位置的時候，速度達到最大值。質點在前一個峰值的地方，達到加速的最大值。換言之就是振動的速度超前位移90°，振動的加速度超前速度90°。
振動位移為什么用峰峰值？
從前面的定義可以看出，振動的位移是振動中質點距離初始位置之間的距離。在整個時域中，振動的位置不斷變化，每時每刻都有一個位移值。其中，質點距離初始位置最遠的距離，對于機械設備來說，在整個振動所有位移值中，是影響最大的。同時對于一個振動而言，設備經歷的最大變形量是兩個峰值之間的距離，也就是這個振動位移量的峰峰值。在上圖的振動波形中就是橫軸兩側，振動幅值的絕對值之和。設備經歷振動的最大變形量對設備自身的影響最大，因此在對振動進行位移值測量的時候，一般取峰峰值。
振動的速度為什么用有效值？
在振動速度的含義里我們介紹了，振動的位移對時間的微分就是振動的速度。
展開 5 鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計-位移的設計
所以，我們在位移設計的過程中，需要結合我們產品的實際壽命需要，選擇合適的收縮率。
例如：
產品驅動壽命需求1000萬次，設計驅動位移量控制在1-2%的收縮率指標位置；
產品驅動壽命需求50萬-100萬次，設計驅動位移量控制在3-4%的收縮率指標位置；
產品驅動壽命需求小于100次，設計驅動位移量控制到最大至5%的收縮率指標位置。
3、 位移放大設計的常見驅動模型
在一些產品的設計當中，我們可能會發現我們的驅動位移量不夠，那么我們可以通過改變驅動模型來增加所需位移量。
例1：杠桿結構
我們采用直線形態的鈦絲驅動杠桿，直線鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設計4%的位移量，通過1:1.25的杠桿比例，讓驅動位移達到5mm的效果。
例2：琴弦結構
我們采用多個直線形態的鈦絲錯位疊加，鈦絲和鈦絲之間采用傳動的滑塊相互連接，鈦絲越多，驅動位移越大。
例如3根直線鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設計4%的位移量，每根鈦絲產生4mm的驅動位移，3根鈦絲讓驅動位移達到12mm的效果。
例3：三角函數結構
我們將一根鈦絲，兩端固定，中間作為驅動點，鈦絲的驅動點和固定點形成三角函數關系，我們可以利用勾股定理得到類似杠桿的放大效果，得到更大的驅動位移量。
當sinA=0.4時，鈦絲的直線驅動方向的位移量是驅動點的方向的1:3倍關系，鈦絲? 0.15mm，長度100mm，我們設計4%的位移量4mm，在驅動點的方向，我們會獲得12mm的驅動位移量。
例4：U型+三角復合結構
為了滿足空間布局，同時又要滿足位移量和力量的需求，我們可以采用U型驅動和三角函數驅動的組合驅動形態，獲得最大位移量的同時，又獲得了最大化的力量。
展開 
變壓器繞組軸向位移對電磁力的影響
然而，僅位移1mm時，軸向力就增加到3000N以上，位移30 mm時軸向力增加到100 kN。在特定的位移下，低壓繞組和高壓繞組的位移結果幾乎相同，唯一的不同是軸向力的方向。
5. 結論
本文研究了變壓器繞組軸向位移對電磁力的影響。采用ANSYS MAXWELL?對短路和正常情況下的輻向力和軸向力進行了計算，并對輻向力的計算結果進行了分析驗證。結果表明，在正常和短路狀態下，當繞組處于原始理想位置時，軸向力可以忽略。
結果還表明，短路時，作用在變壓器上的輻向力和軸向力比正常情況下要大得多。結果還表明，軸向位移對輻向力的影響不顯著。然而，在發生軸向位移時，軸向力比對稱和原始位置高幾倍。結果還表明，軸向力與變壓器繞組的位移成正比。在正常位置軸向力小于10N，但位移只有30毫米，軸向力增加到100kN。更高的軸向力可以導致進一步的位移，增加繞組的損壞。
展開 激光位移傳感器測量振動、位移
激光位移傳感器作為一種高精度、非接觸、耐環境強的檢測儀器，逐漸在各行各業中被廣泛應用。針對不同的應用也延伸出了非常多的類型和型號。
最高精度，線性度0.001%到0.1%，分辨率0.5nm到0.1mm
最大量程，130um-2000mm，最遠可測距離1mm到4000mm
最小尺寸，直徑6mm
最高采樣速度，2kHz到400kHz
最高可耐溫度，2200℃超高溫表面可測
應用
在線檢測
? 產品尺寸監控
? 平整度監控
? 玻璃/薄膜厚度測量
? 涂膠高度測量
? 翹曲度監控
位移測量
? 超聲電機\壓電驅動器
? 主軸跳動
? 仿生肌肉
形貌測量
? 沖壓\磨損形貌
? 板材厚度
? 材料熱變形
? 鋼軌形狀
? 路面平整度檢測
定位控制
? 機械臂定位
? 焊接控制
振動測試
? 振動臺試驗\風洞試驗
? 沖擊試驗
? 模態分析
上海思信科學儀器有限公司面向全國各大高校、科研單位提供檢測及實驗用高精密儀器。
主營產品包括：激光位移傳感器、色散共焦位移計、高速攝像機、紅外熱像儀、激光測振儀、光學形變測量儀、激光剪切散斑干涉儀；日本YAMATO實驗室通用設備、YAMAOT等離子刻蝕/清洗機、YAMAOT等離子灰化裝置、YAMAOT噴霧干燥機等；各種顯微鏡、內窺鏡。
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展開 快速處理模型中的剛體位移
在靜力分析中，必須在模型中所有實體的所有平移和轉動自由度上定義足夠的約束條件，以避免它們出現不確定的剛體位移。否則就會看到msg文件中出現
WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL
SINGULARITY
這時分析一般無法收斂。
u 問題：
在進行帶有接觸的靜力分析時，經常有警告說一個點自由度1，自由度2值都很大，但是檢查發現這個點沒問題，邊界條件什么的也沒問題，這怎么回事呢？
***WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL
SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294
D.O.F. 2 RATIO = 2.48305E+11
u解答
"NUMERICAL
SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294 D.O.F. 2 RATIO =
2.48305E+11", 說明NODE 15294 所在的實體在方向2上出現無限大的剛體位移。
在分析的一開始，接觸和摩擦關系沒有完全建立起來，可以在此實體上的任意一點和地面之間定義一個很軟的彈簧，以消除剛體位移。方法是：interaction模塊，菜單special / springs-dashpots / create,
選connect points to
ground, 選節點，Degree of
freedom 設為出現了剛體位移的自由度，spring
stiffness為一個較小的值（太小則不足以消除剛體位移，太大則會影響變形）。
spring 所在的節點在彈簧方向的位移乘以spring
stiffness，就是彈簧所分擔的載荷，它應該遠遠小于在此方向上的外載荷。如果模型位移很小，我常常把spring stiffness設為1.
展開 ABAQUS收斂調整(3):位移控制加載還是力量控制?
通過位移控制來代替載荷施加以限制自由度消除剛體位移，同樣簡化為一維模型可表示為:
Figure-4:一維模型簡化(Displacement-control)
使用位移控制來代替載荷施加以限制自由度以消除剛體位移通常分為兩步:
Step-1: 預定義足夠的位移邊界條件以建立起接觸關系。
Step-2: 撤銷臨時的固支位移邊界條件，用要求或規定之載荷代替。
對于此例,可新增disp分析步，修改Apply force為位移控制Adjust length，在load分析步再修改為規定載荷Apply force，創建新Job: displacement_control，提交運行。無數值奇異警告，分析順利求解。
所以，哪種狀況適合采用使用位移加載代替力量加載的策略來提高收斂的順暢性呢？我們的答案是：在許多接觸問題中，如果限制剛體位移的約束需要依靠接觸和摩擦關系的建立，此種狀況下，推薦采用位移加載的方式來建立初始接觸關系。
作者：Monica Luo
來源BasicSim
展開 CAD通過位移進行對象移動的方法與步驟
CAD中通過位移進行對象移動是一種常見而有效的操作方法。以下是詳細的步驟：
1.啟動CAD軟件并創建圖形：打開CAD軟件并新建一個空白文檔。使用CAD工具在文檔中創建需要移動的圖形。確保圖形已經繪制完畢。下圖為參考示例圖。
2.選擇移動工具：點擊工具欄中的移動工具，或者直接在命令行中輸入MOVE并按空格鍵確認，以選擇移動命令。
3.指定基點：在命令行中輸入D并按下空格鍵，或者直接點擊工具欄中的位移（D）選項。這將激活位移命令。
4.指定移動的對象：在圖形上點擊要移動的對象，然后按下空格鍵。
5.指定位移距離和方向： 在命令行中輸入要移動的距離和方向的數值，然后按下空格鍵。這可以是相對于當前位置的位移值，也可以是絕對坐標值，具體取決于你的需求。
6.確認移動：確認輸入的位移值后，按下空格鍵或回車鍵，CAD會根據指定的參數移動選定的對象。
通過執行以上步驟，你可以輕松地使用CAD的位移功能，將圖形或對象移動到所需的位置。這是CAD中常用的基本操作之一，對于設計和編輯圖形十分有用。自學土木網感謝各位的閱讀和支持！
展開 激光位移傳感技術解析：工業激光傳感新方案
激光同軸位移傳感器（左）與傳統的三角法激光位移傳感器（右）對比
基于這一結合了瞬時位移、振動、光學相位測量和絕對位移／距離的測量的小型化激光傳感平臺，摯感光子還研發了一系列的激光傳感模塊（見圖）。
據OFweek激光網了解，摯感光子自主研發的MX－G系列激光同軸傳感器采用自主研發的非線性調頻連續波調制解調（FMCW）技術，基于光學相干接收原理，具有光功率極低（距離15cm外輸出光功率僅需5mW）、動態測量范圍廣（可以測量從幾厘米到4米范圍內的物體）、測量精度高（1米外的位移測量，重復精度通常小于0.01μm）、抗干擾性強（只對自身光源波長敏感，可以抵抗任何環境光的干擾）、激光同軸設計（能夠測量傳統三角法傳感器難以測量的物體，如盲孔）、敏感度高等優點。MX－G系列傳感器可測量的距離和范圍非常廣，卻能保持與近距離測量相同的精度，這是傳統的三角法無法實現的。
MX－G系列激光同軸位移傳感器
摯感光子技術人員向OFweek激光網介紹，MX－G系列激光同軸位移傳感器的關鍵部件是其光模組。它由激光器、光電探測器（封裝內）、集成光學芯片及光學透鏡組成。光學透鏡是可調的，并可根據不同的應用進行更換。標準配置的鏡片（直徑8.5mm）適用于150mm的聚焦光束，光斑半徑為0.05mm，當測量距離為2米時光斑半徑為1mm左右。如果用戶需要，還可以支持準直配置。例如安裝一個直徑為6.5mm的透鏡并支持準直型測量，光斑半徑為3.5mm，可同時滿足用戶準直測量和較小光斑的需求。尤為突出的一點是，這種技術能實現三角法無法完成的深孔測量。
展開 應力集中問題的考察---倒角處位移的變化
當網格細分時，倒角處應力會一直增加，但這種現象并不適用于位移。
換一句話說，當在此處網格細分時，位移值只是緩慢增加，而且會趨于收斂，下面舉例子以說明此問題。
仍舊取前面的例子如下圖。變截面軸在軸肩處倒角，左邊固定，而右邊加分布載荷，現在考察圖示關鍵點的位移變化情況。
可見，隨著網格的加密，該點的位移變化緩慢。
在第一次加密時，位移只有很緩慢的增長，0.32%,按照有限元分析3%的容許誤差，都可以認為此時已經達到正確解了。
但是我們依然連續加密網格，可以看到相對誤差逐漸減小，直到最后的0.02%,誤差已經相當小，完全可以認為收斂了。
把上述位移值用折線圖表達出來，結果是
也可以發現，結果的確趨于收斂。
可見，雖然有限元軟件并不能正確計算該點的應力，但是對于位移的計算卻是相當好的，從而位移值是可以相信的，但是應力的計算卻不容樂觀。
實際上，位移有限元法以位移作為基本求解變量，它在組裝方程以后，首先求出的是位移，然后基于幾何方程得到應變，再根據虎克定律得到應力。因此，位移是最精確的，而應變和應力則是通過求導數而得到，其精確性會降低。對于應力集中點，這尤其明顯。
這也提醒我們，在應力集中處，有限元軟件仍舊正確的計算了位移。而且我們可以相信，在應力集中點的附近，由于位移保持了連續性，因此應力也一定是保持連續的，基于這個原理我們可以推算該點的正確應力。
展開 
引入位移邊界條件和整體剛度矩陣的修正
在上面討論中已經指出，有限元求解方程的系數矩陣具有奇異性，必須引入適當的位移約束條件，以消除這種奇異性，亦即消除彈性體的剛體位移。消除了整體剛度矩陣的奇異性后，才能從方程組（32）求解結點位移。在一般情況下，所考慮問題的邊界往往已有一定的約束條件，排除了剛體運動的可能性。否則，可適當指定某些結點的位移值，以避免計算機存儲作大的更動。下面就介紹兩種比較簡單的引入已知結點位移的方法。
1、對角元素改l法
這種方法是把結點的指定值置入方程給(32)，保持方程仍是2nX2n階，而將K和P修正。例如，若指定結點i在y方向位移vi的值，則令K中的元素Ki,i為1，而第i行和i列的其余元素都為零。P中的第i個元素則用位移v的已知值代入，P中的其他各行元素都減去結點位移的指定值和原來K中這行的相應行元素的乘積。
為了說明這一引進結點已知位移的過程，我們來考察下面只有四個方程的簡單例子。方程(32)展開成如下的形式
設這個系統中結點位移u1和u2被指定為
當引用上述方法后，方程(50)就變成
然后，就用這組維數不變的方程來求解所有的結點位移。顯然，其解答為u1=β1、u2=β3；
v1、v2仍為原方程的解答。
這種方法最適用于給定零位移，此時除將給定的零值位移修改對應的載荷陣元(如例中令Px1=0，Px2=0)外，其他載荷陣中的元素不必作任何修正。
2、對角元素乘大數法
此法是將K中與指定結點位移有關的主對角元素乘上一個大數，例2xl015，同時將p的
對應元素換上結點位移指定值與同一個大數的乘積。實際上，這種方法就是使得K中相應行的修正項遠大于非修正項。
展開 應用于測量運動中的光纖位移傳感器
在此之后，所顯示的讀數可以被讀出并用于方程中提供在校準數據表，以獲得在工程單位的位移。
閱讀前的步驟：
1. 在讀出存儲器中選擇量規系數
2. 將量規與適當的通道數和量規系數聯系起來
3.確保你有位移方程和校準因子適用于每個規格。
讀出單元上的讀數必須轉換成工程單元，例如毫米(毫米)或英寸(英寸)由位移方程提供的校準數據表。方程是:
其中:Di =位移
A,B,C,D,E =校準數據表中給出的校準因子
L =單位電流讀數
在讀出單元上看到的讀數是實際點到的距離在工廠校準期間建立的參考點(位于中程)。
因此，有必要確定自己的參考點后采取初步閱讀安裝完成。由式(1)計算得到初始位移(D0)你參考位移。然后你可以將下面的讀數(D1)與參考并計算實際位移(Dreal)。
下面的公式說明了如何計算實際位移:
注意:
正的Dreal值表示位移增加(延伸)
在安裝光纖位移傳感器之前，必須有一個起點確定。該職位必須是:
Mid-range : 測量擴展或收縮
End 范圍 (shaft 完全 extension): 測量主要收縮
Beginning range: 測量主要是擴展
每個FOD的規格因數和序列號都印在標簽上固定在電纜的讀出端。在選項中，序列號沿整個電纜的長度。如果電纜被切斷，我們建議使用我們的電纜拼接板。打電話給制造商了解詳情。
最后推薦一款應用在測量運動中的光纖傳感器，那就是由工采網從國外引進的光纖位移傳感器 - FOD，FOD光纖位移傳感器的主要特征包含完全不受EMI和RFI干擾、內置針對危險環境的安全裝置、精度高以及較高的工作溫度范圍。使用FOD光纖位置和位移傳感器，可以對位置和位移進行精度高和精確測量。
展開 基于多點位移控制增量的網殼結構穩定性分析
單元類型：B32，每個單元長度約0.5m，共有節點數2437，單元數目1266
荷載：采用位移加載：本研究基于多點位移控制增量，為簡化約束方程的定義，假設下圖中點1荷載為Z向-4e5N，點2為-3e5N,點3為-2e5N，點4為1e5N，以該荷載比例為基礎定義具體的約束方程，然后僅需要在對應的約束方程的控制參考點上施加位移邊界條件而不需要施加荷載，參考點處的位移設置為-0.5m。
采用約束方程，對施加荷載點進行約束，設置主約束XP點，其位置為點1往z軸移動1m。最終依據式（1）定義的約束方程如下：
為便于對比，采用同樣模型進行弧長法計算，僅僅是取消約束方程，而代替以實際的荷載施加，并用static，riks類型的step進行同樣的計算。
（三）計算結果：
網殼的最終屈曲變形形狀如下圖：
荷載位移曲線：
從上述結果可以看出，結構在此種荷載模式下的最大基底反力約為0.9e6N。同樣對該結構，采用常規的弧長法（static，riks）進行分析，與采用多點位移控制的曲線對比如下圖：
從計算結果可以看出，采用本研究的多點位移控制和弧長法計算結果基本一致，表明了采用約束方程實現多點位移控制的非線性屈曲的準確性。
展開 [非線性]ABAQUS收斂調整:位移控制加載還是力量控制?
通過位移控制來代替載荷施加以限制自由度消除剛體位移，同樣簡化為一維模型可表示為:
Figure-4:一維模型簡化(Displacement-control)
使用位移控制來代替載荷施加以限制自由度以消除剛體位移通常分為兩步:
Step-1: 預定義足夠的位移邊界條件以建立起接觸關系。
Step-2: 撤銷臨時的固支位移邊界條件，用要求或規定之載荷代替。
對于此例,可新增disp分析步，修改Apply force為位移控制Adjust length，在load分析步再修改為規定載荷Apply force，創建新Job: displacement_control，提交運行。無數值奇異警告，分析順利求解。
所以，哪種狀況適合采用使用位移加載代替力量加載的策略來提高收斂的順暢性呢？我們的答案是：在許多接觸問題中，如果限制剛體位移的約束需要依靠接觸和摩擦關系的建立，此種狀況下，推薦采用位移加載的方式來建立初始接觸關系。
來源：BasicSim
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