摘要：基于细长杆纵振理论和薄圆盘振动理论,针对超声变幅杆与杯型工具开展一体化设计研究。通过分析各段的振动模态,将超声变幅杆和杯型工具的振动分为"纵-弯-纵"三个部分,分别建立三段位移和应力函数及边界条件,推导得出超声变幅杆和杯型工具的总体频率方程。根据得到的总体频率方程,设计出典型的超声变幅杆和杯型工具。对所设计的超声变幅杆和杯型工具的振动性能进行有限元分析和试验测试,分析和试验结果表明,超声变幅杆和杯型工具谐振频率的设计结果和有限元分析及测试结果的误差均在10%以内,验证了所建立的超声变幅杆和杯型工具的频率方程的正确性,并分析了各段长度和半径对超声变幅杆和杯型工具谐振频率的影响规律,为其谐振频率的修正提供了依据。

摘要：为满足角盒类零件工艺知识重用的分类编码识别需求,提出一种分面集特征匹配的零件分类编码识别方法。对整体零件形状和加工特征进行了分析定义,建立了基于加工特征的分类编码原则;利用型腔壁边面集深度差异,获取零件面深度0-1特征矩阵,分解提取壁边面集并判断零件基本类型;设计了面集几何拓扑矩阵和特征面边环关系矩阵,根据零件基本类型与面集属性选取典型特征矩阵进行匹配,缩小典型特征匹配范围以提高识别效率。结合实例说明了典型特征库的提取及其与编码类型的映射匹配,验证了分类编码识别算法的有效性与可行性。

摘要：针对常见的超声振动系统难以满足体内碎石对小体积和大振幅的要求,对小体积实现大振幅的超声振动系统的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到单一截面杆的位移方程和应力方程,并通过振动系统的边界条件,推导出超声振动系统的频率方程。根据推导出的频率方程,设计出用于碎石的超声振动系统,对所设计的超声振动系统振动性能进行有限元分析和试验测试,分析和试验结果表明,振动系统谐振频率的设计结果和有限元分析及测试结果的误差均在3%以内,测得碎石振动系统的振幅为25μm。

摘要：带中心孔的变幅杆可以实现旋转超声加工的中心供冷却液或气体,具有良好的冷却和排屑效果。针对单一形状变幅杆难以实现大振幅的超声振动,对带中心孔的复合超声变幅杆的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到带中心孔单一形状变幅杆的传输方程和传输矩阵,并通过对总体四端网络的传输方程和传输矩阵的运算,推导出带中心孔的圆锥过渡复合变幅杆的频率方程和放大倍数的一般公式。根据推导出的频率方程,设计出典型的复合变幅杆,并对所设计的变幅杆进行频率测试,测得的变幅杆频率与理论计算频率的误差在5%以内。研究带中心孔的圆锥过渡复合变幅杆各段长度及中心孔直径对变幅杆频率的影响规律,为复合变幅杆设计和调整提供了理论依据。

摘要：利用ANSYS软件,对角接触球轴承端面凸出量测量仪的箱盖和挡盘3种设计方案进行了有限元分析,得出箱盖和挡盘的位移等值线图,并根据角接触球轴承端面测量仪箱盖和挡盘的位移量及其分布形态对测量误差的影响,确定出较合理的改进设计方案。

摘要：针对刀具与超声变幅杆进行热装过盈连接设计,并对连接部位修形设计进行研究。根据过盈配合理论设计刀具与超声变幅杆热装过盈连接的配合公差及装配加热温度。建立采用全圆弧母线修形和对数母线修形的修形模型,分别研究2种修形方法及其组合修形的应力分布规律。结果表明:刀具外圆面的修形量为8μm和变幅杆内孔的修形量为10μm的全圆弧母线修形及载荷修正系数m为0.2的对数母线修形,均可实现较好的修形效果;载荷修正系数m为0.2的对数母线与修形量为6μm的全圆弧母线组合修形,可实现刀具和变幅杆热装过盈连接时不出现应力集中现象,且具有较长的有效接触长度,修形效果最佳。

摘要：针对目前大兆瓦风电制动器制动过程中的振动与尖叫以及制动闸片在制动力作用下变形产生的磨损不均匀,根据实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法,采用折衷优化法定义多目标结构拓扑优化目标函数,在对制动闸片结构设计的同时,提高其静态刚度与动态振动频率,避免了单目标结构优化对问题考虑不周全的缺点,得到最佳拓扑模型.重构闸片模型,比对分析原模型与重构模型,结果表明:优化后的模型满足原模型静刚度且提高振动频率,同时避开尖叫频率,提高摩擦材料的利用率.

摘要：为了提升高速列车盘式制动器制动盘的表面刚度,并在减小制动振动目标下使其满足强度要求,提出了适用于高速列车制动盘表面细观结构设计的面向位移及应力的多目标优化方法。该方法通过建立制动力矩作用下制动盘表面有限元模型,并施加外侧圆周位移约束及表面全局应力约束,利用折衷规划理论建立包含位移及一阶固有频率的多目标函数,采用形貌优化技术对制动盘表面实施优化。结合机械零件可加工性对优化结果进行重构,通过结构与模态仿真分析校验了重构后具有表面细观结构特征的高速列车制动盘的性能,从而验证了所提出表面细观结构优化方法的有效性。

摘要：将等效静态载荷法(ESLM)应用于平衡吊臂架系统的动态优化设计中,提出了平衡吊臂架系统动态拓扑优化后的部件构型。通过HyperWorks软件中的Motionview模块对平衡吊臂架系统进行动力学分析,得到了最大动态应力;运用等效静态载荷法,将动态载荷转化为等效静态载荷,进而在OptiStruct模块中实现平衡吊臂架系统在动应力约束下的拓扑优化设计;得到的动态优化设计结果为平衡吊臂架系统的结构设计提供了参考。

摘要：设计了一种新型可用于机器人制孔系统的螺旋铣孔末端执行器,该末端执行器通过直线调偏方式调偏,并采用双螺母结构消隙,相较于双偏心结构简单直接。详细介绍了该末端执行器抱紧机构设计方案,采用楔形结构抱紧以增大作用面积、提升抱紧效果。并通过对该末端执行器进行运动仿真分析,得出其在工作条件下影响刀尖轨迹包络直径的因素及排列顺序,对包络直径影响的因子按主次排列,其顺序依次是偏心距、自转速度、公转速度。