摘要：为了加工直径320 mm,高度250 mm的工件,在保证各类相关尺寸的情况下设计了一种床身和龙门框架为矿物质材料的五轴直驱复合加工中心。为了减轻机床的质量并降低其重心,对矿物质材料龙门框架进行以提高模态性能和柔度最小化为目标的拓扑优化设计,再用多目标遗传算法对拓扑优化后的龙门框架进行尺寸优化,并前后多次对其动、静态性能进行仿真分析和比较。对比市场现有铸铁龙门框架与最终优化后的矿物质材料龙门框架,结果显示:矿物质材料龙门框架质量上降低了15.03%,最大变形降低了8.7%,最大应力降低56.68%,一阶固有频率增大了23.45%。优化后的矿物质材料龙门框架在静、动态特性以及轻量化方面都要明显优于铸铁龙门框架支承件。

摘要：【目的】利用超声电机微幅振动检测竹片缺边缺陷,研究超声电机微幅振动参数与竹片尺寸变化规律,并设计可实现检测竹片边沿尺寸变化控制在100μm内的装置,为生产过程在线快速检测提供理论依据。【方法】以超声电机定子上压电陶瓷逆压电效应产生的运动为驱动,使超声电机产生微米级的椭圆运动驱动竹片运动,驱动点为竹片边缘。在超声电机驱动频率固定及不同法向压力、滑动摩擦和波峰数的条件下,采用定子动力学方程分析竹片的运动速度和超声电机定子质点运动,并通过显微镜观察竹片不同位置的微观形貌,分析其运动的不均匀性。【结果】1)超声电机驱动竹片的波峰数与超声电机产生的驱动力呈正比,竹片的边缘尺寸变化,导致竹片与定子接触时某些定子驱动质点与竹片间存在空隙,使其在某一时间点驱动竹片的波峰数减少,从而导致竹片运动速度下降;2)竹片产生的法向压力均匀分布在超声电机产生的波峰驱动点上,当竹片边缘尺寸减小时法向压力减小,导致驱动力相应减小,使竹片运动速度下降;3)超声电机定子超声振动的法向速度可产生超声减摩效应,导致法向压力减小,降低竹片运动速度;4)检测竹片微小缺边的装置,对正常竹片和缺边值逐步扩大到50μm的竹片进行检测,竹片平均速度与竹片缺陷程度呈比例关系;5)单根竹片多次测量时,其速度变化波动较大。速度波动的原因包括2方面:一是由于竹片本身弹性模量下降,导致超声电机输出力下降;二是竹片与超声电机定子接触界面的不一致性,合格的竹片在显微镜下,其表面具有微米级的缺边现象,这种现象使得多次测量时超声电机驱动竹片接触面的不一致,从而导致速度不均匀。【结论】竹片运动速度与超声电机驱动竹片的波峰数呈正比;超声电机定子超声振动产生的法向振动,导致竹片实际运动速度下降;增加竹片与超声电机间的压力,可提高竹片运动速度;装置检测的敏感缺边尺寸为48μm,通过测量其通过速度,能够分辨出缺边大于48μm的竹片;竹片边界尺寸在微米范围上变化大,该方法无法准确测量竹片尺寸。

摘要：国内水润滑轴承设计参数多依据国外产品反求,研究拟通过实验得出各参数的设计准则和轴承的制造工艺.分析了轴瓦结构、长径比等影响水润滑塑料合金轴承润滑特性的设计参数,得到轴承多曲面圆弧凹槽的经验公式和胶层厚度与轴径的关系.通过实验分析了硫化时间、温度和压力等制造工艺参数对轴承材料性能的影响.主要性能包括定伸强度、磨损量和扯断伸长率.综合各实验结果对制造工艺参数进行优化并进行正交实验,得到最优制造工艺.在硫化温度为180℃、压力为2 MPa和硫化时间为20 min的条件下制造的长径比为2的水润滑轴承性能可达到或超过美国国防部颁布的MIL-B-17901(船舶)军用标准.

摘要：基于共振式水泥混凝土路面破碎车共振机构的载荷分析,给出了共振频率和振幅的模型。针对共振机构电液比例控制系统的非线性和不确定性问题,建立基于比例泵控马达的频率控制数学模型,设计了自适应反推滑模的频率控制算法;针对系统模型中的不确定项,给出了各参数项的自适应律;基于Lyapunov函数,证明了频率输出跟踪的渐近收敛。仿真和车载实验结果表明,该方法具有较好地频率跟踪性能,能满足共振式水泥混凝土路面破碎车的施工作业要求。

摘要：壁面移动机器人应用于建筑物表面质量检测,有利于提高工作效率,避免人身危险,故提出一种基于负压吸附原理的微小型壁面检测爬壁移动机器人,该机器人对不同的壁面具有一定的适应能力,而且吸附可靠,移动灵活。介绍机器人平台系统,对双轮单独驱动的移动机构进行运动学分析,还对应用于该机器人的负压吸附原理进行研究,从热力学角度提出负压吸附系统理论模型。此外,以腔内有效负压为设计指标,设计机器人专用离心叶轮,并对设计结果进行计算流体动力学验证。研制微小型壁面移动机器人的原理样机,通过试验测试,验证机器人样机的基本吸附效能及综合性能指标,实现机器人体积的小型化,使机器人的负载自重比接近4.0,证明叶轮设计方法、负压吸附系统以及移动机构设计等技术的正确性。

摘要：在PROE和ANSYS Workbench的平台上建立VL855加工中心立柱结构的参数化模型,进行Static Structural和Modal分析;通过灵敏度分析选定立柱的壁厚、导轨面凸台厚度、筋板厚度、螺栓槽间距为优化的设计变量,立柱的质量、最大变形、第一阶段振型作为目标变量,进行多目标优化。结果表明:优化后,立柱质量减少5.2%,立柱在同样载荷情况下变形量与优化前变形量相近,其低阶模态有所提高,满足工作状态动态要求。

摘要：介绍了水润滑轴承材料、润滑机理及磨损机理的研究现状。设计者们在材料的选择和改性上进行研究 ,以提高该轴承的承载能力扩大其应用范围 ;对基本方程组求解算法进行改进以完善其润滑机理 ;分析磨损机理以提高其极限范围性能。所有这些研究对扩大该轴承的应用范围 。

摘要：鉴于目前我国企业特别是中小企业的现状和高新技术的迅猛发展,研究适合中国国情的异地协同设计模式具有极强的现实意义。虚拟设计中心克服了空间和时间的局限性,具有系统优化组合和有效协调的优越性。产品异地协同设计可以以虚拟设计中心为核心,由不同领域的工作小组共同参与完成,极大提高了设计水平和生产效率。

摘要：针对传统机床立柱设计中存在材料浪费、刚度不足与设计周期长等缺陷,以某卧式加工中心立柱为研究对象,运用有限元法对立柱进行静力学和模态分析,研究立柱的薄弱环节;然后利用Hyper Mesh软件,在保证立柱性能的前提下,以质量最小化为目标对立柱进行拓扑优化,根据拓扑优化的材料分布结果设计了新的立柱结构,通过对新立柱进行有限元分析,结果表明,立柱的质量减轻了7.88%,刚度和固有频率均有不同程度的提高,达到了立柱轻量化设计的目标。

摘要：为了解决传统机床设计过程中存在设计周期长、刚度不足和结构笨重等缺陷。文章依据VL1060立式加工中心床身的结构特点,运用有限元法对床身进行动静态分析和结构优化,在满足机床强度的前提下,进行关键设计尺寸的灵敏度分析,对床身性能影响较大的尺寸进行优化取值,选择最佳优化方案。优化结果表明,运用此方法优化后,减轻了床身的重量,床身的刚度和固有频率均有所提高,为以后加工中心床身的设计提供了指导。