摘要：对于复杂轴类零件的激光熔覆再制造,实现轨迹规划及自动编程较为困难。针对这种情况,结合逆向工程与轴类零件再制造的特点,完成了基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线的复杂轴类零件表面逆向。提出了面向激光熔覆再制造的NURBS曲线等弧长插补方法并设计了一种基于Romberg求积公式的牛顿迭代数值算法。开发了6自由度关节机器人的轨迹规划及辅助编程程序。对实验零件熔覆层金相组织、厚度、显微硬度进行了测试和分析。结果表明,熔覆层与基体形成冶金结合;熔覆层厚度均匀,在光束最大倾斜至水平夹角42°时,熔覆层厚度比最厚处减少0.034 mm;显微硬度明显高于基材。证明了这是一种可靠的激光熔覆再制造方法。

摘要：以船用人字齿轮减速器为研究对象,依据人字齿轮传动结构特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差、惯性力等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素,建立了传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射,得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱,对齿轮箱噪声的空间分布与频率成分进行了分析。就人字齿轮中间连接刚度与轴向定位刚度对减速器振动噪声的影响进行系统讨论,为减速器的减振降噪设计提供理论基础。

摘要：以船用人字齿轮减速器为研究对象,依据人字齿轮传动结构特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素,建立了传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射,得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱。系统讨论了人字齿轮基本参数(包括齿顶高系数、顶隙系数、齿宽、螺旋角及压力角)以及减速器结构特征(人字齿轮中间连接刚度、轴向定位刚度)对减速器振动噪声的影响,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。

摘要：目的利用超高速激光熔覆工艺制备Fe基非晶合金。方法利用专用模具制备0.4、0.5、0.6 mm不同厚度预置涂层,并用质量分数为4%的聚乙烯醇将涂层与基材黏接,在真空环境下烘干。然后,设计正交试验分析预置厚度、激光功率和扫描速度对Fe–Si–B非晶粉末材料单道熔覆宽度的影响,并利用超景深显微镜和极差分析法分析工艺参数对涂层稀释率的影响次序。最后,对样件磨抛和腐蚀,借助扫描电子电镜分析涂层显微组织。结果利用超高速激光熔覆制备涂层,单道涂层宽度与激光功率大小呈正相关关系。涂层稀释率变化区间为8.8%~12.1%,影响涂层稀释率的工艺次序为预置厚度>激光功率>扫描速率。所制备的涂层与基材形成良好的冶金结合,但涂层底部出现了晶化现象,晶粒尺寸分布区间为0.5~3.5μm。将工艺因素归一化考虑,涂层晶粒大小受激光能量密度影响较大。结论涂层底部凝固速率较低和成分偏析是造成晶化的重要原因,在预置厚度0.6 mm、激光功率500 W、扫描进给量6000工艺下的晶化程度最小,将激光能量密度控制在10 W/mm^(3)以下,有利于抑制晶化现象。

摘要：为提高复杂多变工况下风力机工作性能和使用寿命,建立风力机动态特性计算模型,采用了基于模态叠加法的风力机动态特性计算方法,并对2 MW大型风力机在启动、正常停机、湍流、阵风等典型工况下进行动态特性分析,总结了在不同工况下风力机的动态特性。结果表明:在极端运行阵风作用下风力机的动态特性最为明显,叶尖处的最大动响应的最大值相对于其稳态振幅均值反向增加了359.78%,塔架顶部的最大动应力的最大值相对于稳态应力均值增加了357.63%,该结果为风力机系统进一步优化设计与提高其运行效率及安全性提供了理论依据。

摘要：针对复杂产品虚拟样机概念设计中资源发现方法无法和产品功能模型相集成的问题,提出一种基于功能需求语义的资源发现方法。通过建立功能模型,定义功能需求本体,消除了用户对功能描述方式的差异,同时构建了虚拟样机模型本体,并给出了基于功能需求的资源发现算法,最后,构建了系统实现的体系结构。

摘要：叶片的外形设计和翼型的选择是影响风力机性能和产能效率最为核心的技术。提出了一种大型风能发电机组叶片再设计的原理和方法,对叶片模型进行剖析,寻找几何特征,探索制约叶片形状的基本因素,确定叶片截面参数计算公式,利用所开发的叶片翼型自动生成系统,完成了叶片的再设计,并得到了实际应用。结果表明:这种再设计方法满足产品设计需求。

摘要：针对激光扫描复杂构件受损面加工过程中,光束易与零件发生干涉的问题,提出复杂结构零件激光轨迹的干涉检测及修正算法。以逆向点云数据为基础,构建预期轨迹插补点数据结构。根据扫描轨迹采用法向投影建立碰撞域,快速排除非干涉激光束,粗检出可能发生干涉的路径点。构建四叉树索引精确搜索干涉点,计算干涉角,考虑光束半径补偿误差,确定相应修正量。满足再制造成形质量的前提下,调整光束姿态将干涉点转换为有效点,优化熔覆轨迹模型。设计干涉检测模块,实现用户可视化操作。该算法适用于曲面及结构复杂的零件,通过具体实例分析验证了该算法的可靠性与有效性。

摘要：叶片的外形设计和翼型的选择等都能影响风机性能和产能效率。提出一种大型风能发电机组叶片反求再设计的原理和方法,通过对大型风能发电机组叶片反求测量、大型风能发电机组叶片逆向CAD建模,寻找几何特征,探索制约叶片形状的基本因素,确定叶片截面参数计算公式,利用所开发的叶片翼型自动生成系统,完成了叶片的再设计,并得到了实际应用。

摘要：渐开线圆柱齿轮是机械传动中重要的零件,由于齿形轮廓复杂,设计参数多,造成其三维建模比较困难。同时,为了实现在网络环境下对齿轮进行设计,提出基于web服务的齿轮参数化设计重用方法,构建了基于web服务的齿轮参数化设计重用框架。通过C#对UG二次开发,创建齿轮参数化对话框,编写参数化驱动程序。构建齿轮的特征参数数据库,以便快速提取常用齿轮参数。开发基于web的齿轮参数化设计和重用平台,实现在网络环境下对齿轮进行参数化设计、修改和下载,大大提高了齿轮设计的效率。