摘要：蛇行频率是轮轨系统固有的特征参数并随着运行速度的变化而发生连续变化,能够影响车辆系统的模态行为,从而带来了一系列结构共振相关的动力学问题.本文的研究对象从单轮对系统出发扩展至转向架系统和带两级悬挂的整车系统,重点研究了蛇行频率的变化机理及其对车体蛇行稳定性的影响机制.文中提出了一种基于最小模态距离的模态跟踪方法,对蛇行频率和其他模态参数进行连续跟踪,研究了速度激励下轮轨系统及悬挂系数参数对蛇行频率的影响机制.利用极限思想揭示了蛇行频率的饱和机理并给出了频率饱和值的解析表达式.结合模态跟踪方法和正则化的振型及动能幅值分布情况,实现了根轨迹曲线的划分与识别.从模态频率、阻尼比和振型角度,分析并总结了在频率耦合速度(蛇行频率与车体刚性模态频率相等时对应的速度)下的模态行为特征.基于速度与等效锥度的联合变参分析,发现频率耦合速度通过影响最小阻尼比对车体蛇行稳定性产生显著影响.除了模态频率外,车体刚性模态的固有阻尼比也会影响频率耦合速度下的系统最小阻尼比.本文的研究工作揭示了蛇行频率的演变机制,丰富了对蛇行运动现象的理解,为现代轨道车辆的稳定性设计提供了理论依据.

摘要：大型钢结构多机器人协同焊接是制造业先进基础工艺的重要组成部分,对传统产业高端化、智能化、绿色化转型发展起到重要支撑作用。针对构件尺寸大、质量重,焊接高危性和系统参数调控复杂等现实条件制约,通过以研哺教、虚拟不虚,设计单—双—多机器人协同焊接“三层递进”模块;流程再造、仿真真仿,打造大型港口机械箱梁钢结构多机器人协同焊接孪生版;系统生成的知识短板、个性化资源,构建以学生为中心的多元评价持续学习机制。实验再现企业的生产流程、融入企业的创新要素,聚焦多机器人协同焊接运动控制、安全控制和质量控制等共性关键技术,促进高校教学、行业应用与技术创新融合发展,实现了工业机器人技术及应用传统教学的时空延伸与模式创新。

摘要：为改善高速列车运行舒适度和车下悬挂设备的振动水平,建立了车辆-设备系统垂向动力学模型,推导了车辆系统振动加速度频率响应函数;结合轨道不平顺激励谱函数计算了车下悬挂设备振动加速度均方根,联合人体舒适度加权滤波函数计算了车体振动参考点的垂向舒适度指标;引入目标级联分析(ATC)法逐层分解车辆-设备系统振动指标,构建了车辆-设备系统两层指标分解数学模型,采用指数罚函数策略协调两层振动指标之间的耦合问题;提出了以车辆运行舒适度和车下悬挂设备振动加速度为指标的多目标优化方法,建立了以车下设备悬挂刚度和阻尼为设计变量的优化模型;联合车下设备悬挂参数动力吸振器(DVA)设计法对比探讨了ATC法在复杂车辆系统参数优化设计中的应用效果。分析结果表明:与DVA设计法相比,ATC法优化后车辆中部舒适度在300 km·h;工况下提高了8.5%,设备振动水平减小了约20%;在全速域区间,ATC法对车体中部的振动衰减是DVA设计法的2倍,且对设备的振动衰减比DVA设计法大4.5 dB;与优化前相比,ATC法优化后车辆中部舒适度指标最大提升了15%,设备振动加速度减小了0.18 m·s;。由此可见,ATC法可以运用于复杂轨道车辆结构参数优化设计中,能有效改善车辆系统的振动水平,也可为车下设备悬挂参数优化设计提供指导。

摘要：通过对制造与服务融合中服务运作环境和服务功能需求分析,提出了一种模块化智能服务设计方法。该方法基于制造物联环境,采用模块化技术来实现,包含智能服务功能设计初始化、智能服务功能设计重构和智能服务功能模块化。利用设计结构矩阵分析智能服务的功能关系,提出了智能服务功能的模块化设计策略,确定智能服务的功能重构。通过具体实例应用,证明了制造物联环境中智能服务功能模块化设计策略的可行性和优越性。

摘要：研制了一种压电驱动的电-机械转换器,用于构造电液伺服阀;介绍了电-机械转换器的工作原理;优选了结构型式及尺寸,并对其动静态特性进行了测试.测试结果表明,所设计的电-机械转换器有较好的静态特性及动态特性.在开环方式反向控制算法下,静态特性中的非线性度小于1.6%,在电压范围为0～70V内的滞环小于2.3%,动态响应频宽达1.0kHz以上.由此可见,所设计的电-机械转换器有望替代现有的电磁力矩马达.

摘要：设计了一种新型气动微型伺服阀。该伺服阀的电-机械转换由一种新型的形状记忆合金(SMA)—生物金属纤维(BMF)实现。通过实验,研究了BMF100的输出位移与负载特性,在0.1 N载荷、10 V驱动电压范围内,其电压滞环为0.2 V;在1.0 N载荷、11 V驱动电压范围内,其电压滞环为0.4 V。利用CATIA软件建立了伺服阀的三维模型,利用有限元分析方法对阀芯的应力及应变特性进行了仿真研究。伺服阀阶跃响应仿真研究表明,伺服阀输出压力的上升时间为0.3 s,输出流量的上升时间为1.6 s。

摘要：设计了一种微米级切削加工的微位移刀架,该刀架可满足数控车床精密加工的需要。该刀架以压电微位移致动器为动力源,以双平行四杆柔性铰链为弹性导轨,以最大输出位移为主要参数,设计了微位移刀架的结构,计算和选择了微位移刀架的结构参数。通过理论建模和有限元分析,对该铰链机构的系统刚度进行了计算,并对二维微位移刀架的输出位移进行实验测试。实验结果表明:理论计算结果、有限元仿真计算结果与实验测试数据吻合,验证了设计方法的可行性。

摘要：针对传统的电液伺服阀分辨率较低、工作频带较窄及易受电磁干扰的特点,研制了一种由压电伸缩陶瓷驱动的新型驱动器,并对驱动机构的输出位移进行了测试。测试结果表明:该驱动器具有较大输出位移及较高的位移分辨率,可提高伺服阀的相关性能。

摘要：设计了一种利用压电双晶片驱动器代替传统双喷嘴电液伺服阀力矩马达驱动部分的新型电液伺服阀,以期改善现有该型阀的动、静态特性。通过试验得出,设计的压电双晶片驱动器输出位移为82.5μm,全量程位移波动小于0.7μm,谐振频率1.2kHz,完全满足双喷嘴电液伺服阀对驱动器的要求。试验表明:基于此驱动器的电液伺服阀在频率低于100Hz的范围内具有良好的线性度,克服了传统双喷嘴电液伺服阀在频宽和抗电磁干扰能力等方面的不足。

摘要：根据伺服阀工作特点、设计及调试的需要,以积分分离PID作为控制算法,优选了伺服阀伺服控制系统的控制参数,构建了数字控制器。通过实验对控制效果进行了验证,分析了控制器控制参数对其性能的影响,给出了选择原则。通过试凑法,当取比例系数为5.3、积分时间常数为0.35、微分时间常数为3.0时,阀芯位移的上升时间小于6 ms,得到较好的控制效果。