摘要：针对复杂曲面零件的可制造性,建立了复杂曲面零件可制造性评价指标和模型,在设计初期能够对曲面的可加工性进行预测,提高曲面加工质量和效率。将影响复杂曲面零件可制造性的因素分为几何构型复杂度和加工技术复杂度。首先针对曲面几何构型复杂度,基于模糊聚类算法,按照复杂曲面曲率分布特征和斜率分布特征对曲面进行聚类分析,建立曲面簇群体模式;然后综合考虑加工技术复杂度中的各属性,运用粗糙集理论的数据离散和指标约减算法计算各属性权重,形成曲面评价知识库;最后利用模糊模式识别和曲面相似度的计算方法预测设计曲面零件的可制造性。实例分析表明,该方法能够较准确地对曲面可制造性进行评价。

摘要：提出了一种新的机床设计方法。从轴对称非球面构型特征出发,解析刀具与工件的位姿关系。建立刀具相对于工件的位姿矩阵,提出所需的运动单元,创成加工轴对称非球面机床运动功能方案。优化设计结果,并给出对应运动结构式的机床结构布局图,实现了轴对称非球面加工机床创新设计。

摘要：在离轴多反光学系统的装调过程中,光学对准工作成本高、操作复杂。光学系统的一体化加工制造方法通过在设计过程中加入制造约束避免了离轴多反系统的反复装调。然而,现有自由曲面离轴多反系统的设计方法很少考虑制造约束,设计的光学系统无法满足一体化加工制造的要求。针对这一问题,提出了一种符合制造约束的离轴多反系统自动生成方法。首先,提出了由共圆程度函数和遮拦评估函数构成的制造约束模块,对初始结构的合理性进行判断;其次,通过对离轴多反系统的光路结构进行光线追迹,构建了光学系统初始结构的综合目标搜索函数;然后,以搜索获取的初始结构参数为输入,结合改进的Wassermann-Wolf(W-W)法,提出了制造约束下自由曲面离轴多反系统的设计方法。实验结果表明,所提方法可以在保证较高成像质量的前提下,快速、准确地设计出符合制造约束的自由曲面离轴多反系统。

摘要：针对传统反射镜无法消除加工及装配应力,长期使用后面形精度下降不能满足使用要求的问题,提出了一种高稳定性空间反射镜支撑结构的解决方案,进行了具有大容差特性的1.5m口径高精度空间反射镜工程化研究和创制。依据经验和理论,完成了初始反射镜组件构型,反射镜的材料选用RB-SiC,采用三角形背部半开口反射镜轻量化形式和背部三点膜片型柔性支撑结构。以装配误差0.01mm的9种工况下反射镜的面形RMS变化量最小为目标,利用isight软件对反射镜支撑结构的主要尺寸进行了优化设计。最终完成了轻量化率为82.1%,组件质量为170.23kg的反射镜的研制。试验结果表明:反射镜在1 g重力作用下,面形精度RMS优于0.016λ(λ=632.8nm);加入0.02mm强迫位移模拟装配误差,面形RMS仍然为0.016λ;在20℃±5℃温变环境下,面形RMS变化量在0.002λ范围内;组件一阶固有频率为101.3Hz。反射镜组件静态刚度、动态刚度、面形精度以及环境适应性满足空间工程应用要求。

摘要：为实现开放式数控系统的可移植性、可扩展性及可互换性等特性,引进软件工程学思想,提出了基于组件技术的开放式数控系统体系结构。阐述了组件技术的原理及实现技术。软件设计采用双层面设计方式,利用CORBA组件模型并使用星式通讯机制,建立各组件之间的组成及通讯方式。以自主研发的混联式虚拟轴研抛机床为平台,进行了三维曲线加工轨迹仿真实验,表明基于该体系结构的数控系统具有良好的开放性及动态性能。

摘要：机器人辅助微创手术器械一般采用丝传动来实现手术器械大长径比结构下的动力传递,传力过程中钢丝绳的张力传递损失会引起手术器械关节运动误差,因此研究丝传动张力变化是保证手术器械运动精度的前提。根据手术器械结构特点,引入导轮与钢丝绳的半径比及张力倾斜角来表征钢丝绳弯曲刚度,通过对钢丝绳与导轮接触区域与非接触区域的受力分析,得到了钢丝绳的张力比计算公式。试验结果表明,应用所提出的张力比计算公式获得的张力值与传感器直接测得的张力值比较吻合。此外,应用张力比计算公式分析了包角、摩擦因数、半径比、张力倾斜角等结构参数对钢丝绳张力变化的影响。该研究工作可为手术器械的精确运动控制及结构设计提供理论指导。

摘要：大跨度深埋三连拱隧道具有开挖跨度大、施工工序复杂、各洞室协同受力等特点,支护结构设计需要进行荷载-结构模型验算,而荷载如何确定尚无成熟的计算方法。依托京张高铁八达岭长城站三连拱隧道工程,基于普氏平衡拱基本假定并借鉴深埋双连拱隧道荷载计算方法,推导出深埋三连拱情况下围岩压力计算解析解。研究表明:三连拱隧道围岩压力由拱部松散土压力和中隔墙共同承担;中隔墙的主动支撑作用非常重要,这与双连拱隧道的受力变化规律吻合;该计算方法适用于具备一定强度的接近松散体围岩;通过解析法计算结果与现场监测数据对比分析,水平与竖向围岩压力最大相对误差分别为9.75%和10%,验证解析法计算结果的合理性。

摘要：目前的抗震设防目标逐渐向震后能够快速恢复功能,甚至部分构件可更换的方向发展。以往试验的研究结果表明,在剪力墙易于破坏的墙角部位安置阻尼器,一方面可保证剪力墙能够具有正常的刚度与耗能能力;另一方面在震后能够轻易方便地更换,且造价低廉。首先运用塑性铰理论对安置区域的尺寸进行了分析总结,然后基于力学计算,对新型摩擦耗能可更换墙角构件进行了理论分析,最后利用一片既有截面尺寸的剪力墙对该新型可更换构件进行了验算。

摘要：当前,基础研究能力已成为具有战略意义的国家资源。在基础研究的发展过程中,研究型大学具有重要的支撑作用。开展和推动前瞻性、前沿性、高起点、高水平的基础研究工作,已经成为研究型大学义不容辞的责任和使命,成为大学发展的不竭动力。研究型大学应坚持以人为本,以质量为重点,通过营造更加有利于基础研究的环境氛围,搭建多学科交叉研究的创新平台,不断提升拔尖创新人才的培养水平,持续推动高校基础研究的新发展。