摘要：以减小850吨冷剪机剪切力为研究目的,从冷剪机剪切机理及特点出发,采用正交试验法分析剪切间隙、剪刃倾角、剪切速度、剪刃刀面宽度及剪刃重叠量等参数对剪切力的影响,分别以方差、极差及显著性作为影响因素的指标,并对其进行优先级排序,进而优化剪切参数,减小剪切力。优化剪切参数前后的冷剪机现场试验表明,优化前后冷剪机剪切力的实测值与仿真值误差均在5%以内,仿真结果可靠。采用优化后的剪切参数,冷剪机剪切相同规格钢筋时,上剪刃最大剪切力减小了5.84 kN,减小约13%,下剪刃最大剪切力减小了4.77 kN,减小约9.7%。经车间反馈,使用优化后的剪切参数可大幅延长冷剪机剪刃崩刃和磨损的周期,增长剪刃寿命和提高剪切效率。该研究对提高设备经济性和生产效率具有重要意义,可应用于同类型冷剪机的工程设计。

摘要：海上风机的施工难点之一为桩柱的安装,其在安装过程中需经受海浪、海风和海床土壤条件等复杂多变的海洋环境影响,容易发生倾斜,影响施工进度。抱桩器可用于扶正导向桩柱,抱桩器的性能也是影响海上风电发展的因素之一。文中针对新形势下风电发展需求,利用并联机构,提出了一种基于Stewart构型的可进行运动补偿的抱桩器,详细介绍了其补偿抱桩的思路,结合海浪补偿原理、抱桩作业过程给出了一种配套的控制方法,以提高抱桩安装中所存在的精度以及效率问题,并通过ADAMS仿真予以验证其合理性,从而为之后的设计提供参考。

摘要：包容式节点是一种新型管状相贯式节点,其形态是一种典型的薄壁自由曲面结构。在进行曲面造型过程中会涉及曲面求交的问题,而曲面求交是计算机辅助几何设计(CAGD)领域中的关键技术之一。本文构建了包容式节点非均匀有理B样条(NURBS)曲面模型,将求包容式节点中的相贯线问题转化为NURBS曲面的求交问题。基于微分方程的跟踪算法原理,在分割法求得初始交点的基础上,采用微分方程追踪法求出所有交点,最后将所求得交点进行曲线拟合,交线包围区域即为包容式节点与腹杆相贯焊接区域。

摘要：为提高机械专业实习的效果,该文在分析国内外实习教学模式、特点的基础上,针对当前实习方法的成功之处和局限性,结合同济大学机械专业的要求和特点,探索立德树人-技能培养融合的机械专业实习路径,并对所完成的机械专业实习过程予以说明。从整体看,融合思政过程的专业实践模式取得较为理想的效果,提高机械专业学生实践技能水平,培养学生奉献机械行业,热爱本专业的热情。

摘要：针对六轴外固定器在足踝矫形时的调整方案设计问题以及矫形器在治疗过程中的位姿变化轨迹优化问题,提出了基于神经网络的足踝外固定矫形方案设计方法。首先结合神经网络对六轴外固定器进行了运动学分析,其次讨论了针对不同矫形目标的常规踝构型、斜接串联构型、对接串联构型以及并联构型等不同矫形器构型模式,最后分析了六轴外固定器的计算机辅助调整方案并考虑了伸缩螺杆调节顺序对治疗轨迹的影响。实验结果表明,基于所提方法设计的六轴外固定器调整方案可以对不同足踝畸形类型下的矫正治疗进行有效指导并均能取得理想的残余畸形,平均残余位移畸形小于1 mm且平均残余成角畸形小于1°;同时也可以使六轴外固定器在治疗过程中的位姿变化轨迹更接近理想线性轨迹,优化后的位置轨迹偏移量和姿态轨迹偏移量分别减少了31%和19%,有效减缓了患者的痛苦并改善足踝矫形治疗体验。

摘要：为替代工人进行水泥灌料时的插袋作业,并解决出现的袋体破损或遗漏、生产效率低下、作业环境恶劣等问题,设计开发了一种水泥灌料自动插袋机械手。在介绍插袋机械手工作原理和结构功能的基础上,使用D-H法建立其机械结构的运动学方程,推导了机械手的运动曲线,分析了其与水泥包装机料口运动轨迹的组合关系;通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具包对机械手的运动学模型进行仿真与分析,验证了理论分析结果的正确性;最后,通过试验设计(Design Of Experiment,DOE)验证实验表明,水泥灌料自动插袋机械手能够精准实现袋体的抓取及插袋作业。验证了其本体结构的合理性,解决了现有插袋设备的局限性和低精度等问题。

摘要：为了提升冗余并联机构的运动精度和承载能力,以新型3RPS-SPS冗余并联机构为对象,研究并联机构的驱动控制策略。首先,对该并联机构运动学进行研究,根据螺旋理论分析了机构自由度;其次,运用解析法获得并联机构位置反解和位置正解的解析表达式;第三,根据位置反解表达式,求导得到速度、加速度模型,并通过拉格朗日法建立并联机构的动力学模型;最后,提出冗余驱动控制方式下的驱动力分配方法,设计了力位混合控制策略,并搭建了基于Simulink的联合仿真系统进行仿真实验。研究结果表明:该机构具有2个转动自由度和1个移动自由度,在2个转动自由度上,机构旋转运动的角度最大误差分别为5.66×10^(-4)rad与3.45×10^(-4)rad,在移动自由度机构平移运动的位移最大误差为4.01×10^(-2)mm;所提出的力位混合控制策略的最大驱动力(66 N)小于传统位置控制策略的最大驱动力(190 N),并且机构驱动支链驱动力在力位混合控制策略下的分配更均衡。设计的控制策略使3RPS-SPS并联机构具有了较高的运动精度和较强的承载能力。

摘要：针对岸桥前大梁和拉杆的轻量化设计问题,提出了一种基于半定规划的优化设计方法。前大梁和拉杆都是由钢板焊接而成,在实际设计中,前大梁和拉杆的截面的板厚和高宽一般是有限的离散值,故前大梁和拉杆的轻量化设计是离散的尺寸优化问题。为避免优化后前大梁截面的高宽严重不协调,影响前大梁与其他零部件的配合,提出了将离散的尺寸优化问题转化为截面的选型优化问题的设计思想,即从预定义的截面集合中筛选出满足要求的截面规格。为将选型优化问题松弛为连续优化问题,提出了基于凸包的线性松弛方法,实现了结构刚度矩阵的线性化。同时,提出将结构的应力约束间接地包含在收紧的柔度约束中,从而把应力和刚度约束的离散优化问题转化为仅含有柔度约束的优化问题,并最终转化为松弛的半定规划问题。采用成熟的优化求解器,快速得到松弛问题的全局最优解,再圆整得到离散可行解。以某岸桥前大梁和拉杆的轻量化设计为例,验证了所提出方法的有效性。

摘要：对岸桥前大梁的结构参数和运行参数进行了同步优化。首先,建立前大梁系统简化力学模型,对比整机有限元模型与简化模型的有限元模型得到前3阶模态频率,验证了简化模型的有效性;其次,为了提高优化过程的计算效率,利用假设模态法及拉格朗日法得到简化模型的动力学方程;然后,以Runge-Kutta法计算得到简化模型的吊重摆角最大值、岸桥前大梁中点处的最大挠度及小车总运行时间为优化目标,采用多目标遗传算法对岸桥前大梁系统的结构参数及小车运行参数进行同步优化,得到Pareto解集;最后,根据系统性能的具体需求从解集中选择合理的解,指导岸桥前大梁系统的结构设计以及小车运行参数的设定,为岸桥防摇提供了一个新的思路。

摘要：包容式节点是一种新型管状相贯式节点。文中针对于包容式节点建模问题提出了一种新的建模方法。该方法首先给出了一种由形状参数驱动的初始参数模型,用于近似描述包容式节点。之后通过LSPIA算法,采用修正控制点的方式,将该模型按照一定精度离散后通过迭代逼近的方式重构为NURBS曲面模型。该方法可以通过形状参数的设计快速调整或建立包容式节点的基本曲面形状,从而达到较好的进行正向表达的目的,并在此基础上根据需要设置控制点数目,获取对应的包容式节点NURBS初始曲面模型。