摘要：轻质高强、易于整体近净成形制造的碳纤维增强树脂基复合材料(简称:碳纤维复材)在航空航天、船舶、能源等领域先进装备的制造中优势显著,广泛用于制造各类构件。碳纤维复材构件的加工是其连接装配最终制造装备的重要环节之一。然而此类材料具有多相态、层叠、各向异性等特征,加工易产生分层等损伤,严重影响其服役性能和生产效率。因此,碳纤维复材构件的高质高效加工一直是机械加工领域的研究热点和难点,科研人员从多个角度进行了大量基础与应用研究,形成了颇为丰硕的理论与技术成果。本文总结了碳纤维复合材料构件加工技术的重要进展,概述了传统/非传统加工方法及其适配性,进而对传统加工方法的基础切削理论、加工刀具和工艺开展详细论述,介绍了碳纤维复材宏、细观尺度下的基础切削理论发展历程,分析了切削理论对抑制钻、铣削损伤的指导作用;进而剖析了钻、铣削加工刀具的设计理念,总结了加工刀具从传统结构改进向新式结构开发的发展历程;同时探讨了工艺参数、特殊轨迹加工与冷却工艺等对碳纤维复材加工质量的影响机制;最后展望了碳纤维复材加工理论与技术的发展方向,以及面对新型材料、特殊结构特征、加工过程控制等方面可能遇到的挑战和机遇。

摘要：以压电力传感器为核心的多分量测量系统是航空、航天等领域重要的力学测量装置。压电力传感器中晶片与电极结合面接触刚度是基础性能参数,对压电力传感器的分载效应及灵敏度,多分量测量系统的整体刚度及静、动态性能有直接影响。由于尚无对该参数的研究,导致在设计封装压电力传感器过程中缺少相应的理论依据,在使用多分量测量系统时存在标定困难等问题。针对以上问题,研究晶片与电极结合面接触刚度的影响因素,建立基于分形理论的接触刚度模型,优化了晶面表面形貌、压电材料、电极材料、预紧力等参数。在此基础上,研究接触刚度对传感器性能——刚度、灵敏度、固有频率等影响,提出一种以接触刚度为约束的晶片表面形貌优化方法。基于结构函数法,建立分形理论与实际工程测量参数的联系,通过两种压电晶体——石英与硅酸镓镧,四种电极材料——钛合金、不锈钢、黄铜、铝,试验验证了理论模型。试验表明,优化晶片表面分形参数、提高预紧力、选用弹性模量小的电极有助于提高晶片与电极接触刚度,进而提高传感器的整体刚度、灵敏度和固有频率。研究为高性能压电力传感器的设计提供了理论参考。

摘要：针对快速蝶阀系统动态特性,采用计算流体力学方法模拟了爆破冲击造成的抽采管道流速以及蝶阀表面压力;依据该计算结果,进一步通过有限元方法对蝶阀阀板进行了静力学设计和校核,然后采用液压机械综合仿真软件AMEsim进行了整体系统的动力学仿真,得到了蝶阀系统开启和快速关闭的动态特性。通过综合力学分析和优化设计,蝶阀系统快速关断仿真和试验时间在35 ms以内,性能完全满足要求。

摘要：为了提升制造企业新产品快速开发能力,研究和开发了面向应用服务提供商的区域网络化制造系统,提出了一种新的面向应用服务提供商服务的区域网络化制造系统的框架,并阐述了它的工作流程和功能模块的详细设计。运用多代理技术,实现区域制造资源的集成,并构建了集成区域制造资源的数据库管理系统。通过应用统一建模语言的用例图展示了系统的功能需求。运用上述理论和模型,在J2EE平台模式下建立了名为DLUTA-SP的区域网络化制造系统,在该系统中,大连理工大学承担应用服务提供商的角色,而企业属于用户。应用案例表明,该系统在加快制造企业新产品开发方面具有很大潜力。

摘要：提出了一种基于组合线圈结构的磁场系统驱动实验方案 ,以实现基于磁致伸缩薄膜驱动器的泳动微型机器人的磁控驱动与游动实验参数的检测 .首先介绍了该组合线圈的功率优化与设计方法 ,然后分析了保证一定区域内磁场均匀性的技术方案 ,最后用ANSYS软件对所设计的组合线圈进行了仿真和验证 .实验结果表明该组合结构磁场系统的性能可以满足无缆微型机器人的磁控驱动的设计要求 .

摘要：由均质材料、复合材料、功能梯度材料和功能细结构材料构成的理想材料零件是实现零件几何拓扑、材料和功能完美结合的新型零件,其CAD模型是实现理想材料零件数字化并行设计和制造过程的基础。着眼于理想材料零件CAD模型中的材料表述模型,提出了使用细观尺度上的周期性细结构统一表述单质材料、复合材料、功能梯度材料和功能细结构材料的方案,并在单纯剖分基础上,完成了理想材料零件的几何和材料信息的表述。所给出的材料信息提取算法及算例证明了数字化方案的可行性和有效性。

摘要：超磁致伸缩材料具有滞回和本构强非线性特性,由其制成的微位移执行器的快速、精确控制问题亟待解决。分别应用均质能量场模型和粘弹性分布参数系统模型建立磁化模型和动力学模型,采用模型参考前馈逆补偿的方法,在控制过程中使用卡尔曼自适应滤波器降低干扰,对执行器实施离散滑模变结构控制。利用指数趋近率设计了自适应离散滑模变结构控制率,使控制系统的抖振幅度正比于切换函数,加快趋近滑模面速度,减小抖振。对所设计的控制率进行了的抖振分析并证明了其稳定性。在MatlabR2006a上进行了仿真,仿真结果表明所设计的控制率能够快速的收敛到滑模面,抖振幅度很小,能够很好的追踪输入轨迹。

摘要：为解决大型低刚度复杂曲面零件精度难以保证的加工难题,针对精加工目标曲面几何面形未知、随机形变误差远大于设计公差的实际加工特征,研究基于***活动标架理论的加工目标曲面再设计正向建模技术,以及以参考廓形及几何参数实测数据为依据的刀位点计算方法。在分析了可测参考面、加工基准面及加工目标面空间位姿关系的基础上,根据物理或几何约束要求,采用数字化手段再设计出精加工目标曲面,并利用曲面模型重新计算曲面加工刀位点。通过某型号液体火箭发动机变壁厚喷管冷却通道的加工试验验证,表明所提出的再设计数字化加工方法满足这类高物理性能和高几何精度曲面零件的加工精度要求。

摘要：针对巨型重载操作机六维大力测量的难题,提出了一种并联六维大力测量的方法,即采用Stewart结构与重型操作机械手手臂并联的方式,将机械手臂所受六维大力的小部分分载于Stewart结构的六杆,并对传感器进行力学解耦,进而实现六维大力值的测量.给出了六维大力传感器的仿真实例,并分析了传感器重要参数对分载能力的影响.实例表明:增大分载梁半径和减小上平台厚度都会提高分载能力,尤其分载梁半径对分载能力影响较大.为六维大力传感器的进一步优化设计提供了一定的理论依据,且最终验证了该测量方法的合理性和有效性.

摘要：轮廓误差是评估数控机床动态性能的重要指标。定期检测和标定数控机床动态轮廓误差对于稳定机床加工精度至关重要。针对采用现有单一测量手段所测的动态轮廓误差轮廓范围小、维数低、轨迹形式受限等问题,提出基于双目视觉的机床轮廓误差测量方法,实现数控机床任意轨迹轮廓误差三维高精度测量。具体包括设计基于高精度强化特征和高均匀光照的便携式合作靶标以准确表征机床运动位置信息,实现靶标与工作台的高精度安装以及强化特征的高质量成像;利用偏心补偿算法准确定位强化特征图像二维位置,解决圆型强化特征成像仿射畸变为椭圆问题,提高图像处理与机床位置的视觉定位精度;提出基于相机成像全局建模的测量基准位姿变换方法,准确完成数据转换并求解机床轮廓误差。以五轴数控机床平面插补的三叶玫瑰轨迹为研究对象,搭建轮廓误差视觉测量系统并开展测量试验。以平面光栅测量结果为标准验证视觉求解精度。结果表明,在1 500 mm/min进给速度下视觉轮廓误差求解误差为9.79μm,平均测量误差为3.36μm。