摘要：微小型车铣复合加工机床可实现一次装夹完成大部分零件加工工序,是微小型复杂结构件加工必不可少的数控设备,作为精密加工数控设备,其自身的空间几何误差直接影响零件的加工精度。以北京理工大学自主研发的超精密微小型车铣复合加工机床CXKG25-I为研究对象,首先开展超精密车铣复合机床空间几何误差元素分析,获得机床的57项空间几何误差,并基于多体系统理论方法建立超精密车铣复合加工机床的空间几何误差模型。然后开展了空间几何误差因素的灵敏度分析,并揭示了影响机床加工误差的关键敏感因素,其分析结果指导和优化超精密车铣复合加工机床结构设计与制造。

摘要：针对机床结合部非均匀接触对系统精度时变特性的影响问题,文章综述了机床运动副和紧固部件结合部的几何特征误差引起的非均匀接触特性对系统精度稳定性影响的研究现状,主要体现在运动副部件形位误差造成运动过程滚动体接触部位处于非均匀接触时变状态、紧固结合面的加工形位误差和粗糙度特征的切向非均匀分布及其法向误差幅值的非均匀变动、刮研结合面呈现的非均匀接触点误差特征;并且这些接触部位在部件非对称力矩、非均匀预紧力、振动、温度、运动形式等变动因素作用下,呈现结合部形位的非均匀非线性变化特点,成为影响精密机械系统精度稳定性关键因素,并导致了机床精度的复杂非线性时变特性,造成结合部对机床精度变动产生机理的研究困难;因此,需要重点突破机床结合部的几何特征误差曲面建模、形位非线性变动预测和几何特征误差对机床精度时变特性预测等关键技术,深入研究机床结合部的非均匀应力场的形成与表征、结合部的非均匀温度场建模及变动特性研究、力热作用的结合部摩擦时变特性,揭示结合部几何误差特征造成的机床精度时变机理,增进机床精度稳定性优化设计和精度稳定性技术体系。

摘要：针对超精密微小型复合加工机床的精度时变性和非线性变动问题,综述了超精密机床结构设计、超精密加工精度稳定性、热因素对超精密加工精度影响、结构蠕变引起精度变动4个典型方面的研究状况,提出超精密微小型复合加工机床的精度稳定性主要受到力、热、环境变动所引起的结构亚微米级精度的时空变化,并且这些变化的影响机理、变动规律属于非线性特征,因此,超精密复合加工精度稳定性的实现必须解决这些问题。

摘要：海洋平台受到波浪等海洋环境的影响会产生明显而持续的振动,这些振动会造成平台结构疲劳损伤,影响平台上工作人员的舒适性与安全性。研究了随机波浪载荷作用下非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)对固定式导管架海洋平台振动控制问题,并与调谐质量阻尼器(TMD)进行对比分析。通过建立NES—海洋平台系统动力学模型,从降低平台位移响应均方差的角度对NES的参数进行了优化设计,确定了随机波浪载荷作用下NES和TMD的最优参数。考虑结构刚度变化的问题,对NES和TMD的减振性能、系统瞬时能量传递和平台响应小波变化时频谱进行了对比分析。结果表明,NES可有效降低平台的在随机波浪载荷作用下的位移响应,NES中的瞬态共振俘获现象可使平台与NES之间产生靶能量传递(Targeted energy transfer,TET),与TMD相比较NES对刚度变化的鲁棒性更强。

摘要：半潜式平台由于吃水浅、水线面小导致垂荡响应较大,为采油树的选择以及钻井、采油等作业带来了许多制约因素,增加维护和作业成本。针对这一问题,本文提出了一种带有非线性能量阱(Nonlinear energy sink,NES)的半潜式平台结构。根据NES减振原理,将活动式垂荡板作为NES系统的具体结构,通过建立带有NES系统的半潜式平台动力学模型,以减小平台垂荡响应为目标,优化设计了NES系统参数。考虑海况变化问题,对NES系统和调谐质量阻尼器(Tuned mass damper,TMD)系统的垂荡响应抑制性能、系统能量传递进行了对比分析。结果表明:NES系统对半潜式平台的垂荡响应具有明显抑制效果,NES系统的共振俘获现象可以使平台与其发生靶能量传递(Targeted energy transfer,TET),同TMD系统相比,NES系统对不同海况波浪谱峰周期变化的鲁棒性更强。

摘要：隧道下穿江河是盾构地铁隧道建设中的技术难点之一,因设计或施工不当引起的变形甚至坍塌,将会导致巨大的经济损失和不良的社会影响。文中以杭州地铁8号线文桥区间风井至桥头堡站区间工程为背景,结合隧道一次性下穿越钱塘江的工程特点,采用有限元软件PLAXIS 3D对该标段的开挖进行数值模拟,研究泥水盾构下穿钱塘江施工其隧道管片的变形机理。通过对开挖过程中不同水头高度变化下的管片上浮情况进行对比分析,得出水头变化-隧道管片上浮的关系。利用建立的有限元模型对泥水盾构穿越不同土层进行计算分析,对比各种工况下管片的上浮情况,得出泥水盾构穿越不同土层时管片的上浮规律。利用建立的有限元模型对泥水盾构中盾尾注浆参数调整进行计算分析,得出注浆参数对于管片上浮情况的影响规律,并进一步探究注浆参数调整对于盾构穿越不同土层时管片上浮的影响情况。