摘要：提高机床运动结构的比刚度对于提高机床加工精度以及系统动力学性能具有重要作用.基于结构仿生的原理和方法,在分析骨架对生物体刚度的贡献以及体现了最佳的载荷路径这一思想的基础上,对叶片抛磨机立柱内部的筋板结构进行重新设计,使其发挥骨架的作用.对原型及仿生型立柱进行了静力、模态及瞬态动力学分析,经过有限元分析发现,立柱的质量减小,比刚度结构效能得到了较大的提高,其静动力学性能也有明显的改善.

摘要：目前环形刀具的刀位算法均未考虑圆刀片安装时存在的俯仰角和偏转角,因而在理论上存在较大的编程误差。针对实际使用刀具为非圆截面环形刀具的情况,通过对环形刀具的截面曲线进行分析,提出了一种基于经线划分的非圆截面环形刀具刀位优化算法。首先利用经线法求解出刀具表面和工件曲面之间的误差分布,然后根据此误差分布来调整刀具位置和姿态,使刀具表面与设计曲面在不发生干涉的情况下实现密切接触,从而得到刀具在指定定位点处的最优刀位。仿真结果表明,传统的五坐标刀位算法会产生较大的加工误差,而本文提出的算法消除了圆刀片安装时存在的俯仰角和偏转角所引起的加工误差,可有效提高复杂曲面的加工精度并获得满足给定编程公差的优化刀位。

摘要：针对含复合铰链的3RPS并联机构在制造装配中实际结构参数不等于名义结构参数的问题,设计了一种考虑全部结构参数的一般三支链并联正解算法.一般三支链并联机构是3条支链共同支撑1个平台,每个支链结构均为一般5自由度串联机器人,其中只有一个运动副是主动副驱动的三支链并联机构.算法基于对偶四元数和DH方法表达支链方程,该算法考虑了一般三支链并联机构总共78项几何参数.可用于一般三支链并联机构的精度分析、精度综合、精度补偿和精确的运动仿真.算法经过反复计算验证,具有准确、稳定、速度快的特点,并且将3RPS,3_5R,3_RPUR,3_RPRRR等构型统一在一个数学模型中.

摘要：本文通过对瀑布沟、水口、龙滩、拉西瓦等大型水电站闸门水封的模型实验分析与水封的非线性仿真计算结果进行分析、研究与对比表明:不但能优选水封断面结构型式,而且还得到了水封的水密性规律及封水判据;并通过实例加以判断和验证。这样就可以用水封的非线性仿真计算结果来判断所设计的水封能否可靠封水,从而减少了耗时费钱的模型实验验证工作。

摘要：设计提出了一种采用冗余驱动的3PRS/UPS三自由度并联机器人,并建立分析其机构模型.基于螺旋理论,对并联机器人进行运动学分析,通过分别针对机构的驱动和约束建立了雅可比矩阵,最后整合建立了包含冗余驱动在内的全雅可比矩阵.利用虚功原理,结合并联机器人驱动副和约束副的柔度影响,推导得出了机构全刚度矩阵.同时,分析了机构在给定静载荷条件下的变形情况,总结出机构的空间变形分布规律.使用刚度矩阵的最小、最大特征值和运动刚度指标(KSI,Kinematic Stiffness Index)为机构刚度评价指标,对比和分析了引入冗余驱动前后对并联机器人刚度特性分布的影响,得出冗余驱动支链的引入可提高并联机器人特定方向的刚度和改善刚度分布的结论,为冗余驱动并联机器人优化设计和开发应用奠定基础.

摘要：热铁盘法抛光CVD金刚石需要在800℃以上的真空环境下进行,抛光过程中金刚石的固定,常采用陶瓷胶粘结的方法,该法在实际使过程中经常出现陶瓷胶粘结不牢而导致金刚石脱落。据此设计出一套高温真空环境下使用的金刚石夹具,在抛光厚度0.7 mm的金刚石时,将其装夹在0.4 mm深的凹槽内,留出0.3 mm左右的高度以供抛光。加载方式可以实现加热过程中无载荷,抛光过程中施加载荷。实验表明,该夹具在抛光过程中,可以实现金刚石的完全固定,并能在273 mm/s的抛光速度条件下稳定工作。在温度800℃,速度273 mm/s,载荷2.54 kg,抛光30 m in的条件下,金刚石表面粗糙度可由原始的Ra9.6μm抛光至Ra0.16μm。

摘要：Structural bionic design lacks mature and scientific theories, and the excellent structural characteristics of natural organisms sometimes cannot be transferred into engineering structures effectively. Aiming at overcoming the existing problems, this paper summarizes three related theories: similarity theory, fuzzy evaluation theory and optimization theory. Based on the related theories, a method of structural bionic design is introduced, which includes four steps: selecting the most useful structural characteristic of natural organism; analyzing the structural characteristic finally chosen for engineering problem; completing the structural bionic design for engineering structure; and verifying the structural bionic design. Similarity theory and fuzzy evaluation theory are employed to achieve Step 1. In Step 2 and Step 3, optimization theory is employed to analyze the parameters of structures. Together with the thoughts of simplification and grouping, optimization theory can reveal the relationship between organism structure and engineering structure, providing a way to structural bionic design. A general evaluation criterion is proposed in Step 4, which is feasible to evaluate the performance of different structures. Finally, based on the method, a structural bionic design of thin-walled cylindrical shell is introduced.

摘要：从结构仿生的观点出发,提出了"孔壳夹芯结构"模型,通过模拟样件试验,归纳出了"孔壳夹芯结构"的压缩变形机制,得出"蛋壳夹芯结构"的承载能力主要取决于"蛋壳"的材料、结构尺寸和排列角度等因素的结论.应用薄壳理论,算出了"蛋壳"单元在承受均布压力情况下的屈曲临界压力,同时,对"蛋壳"单元建立有限元模型,进行了静力学和屈曲模态分析,为进一步的"蛋壳夹芯结构"的工程轻量化设计提供了理论依据.

摘要：针对高速机床工作台的轻量化设计要求,采用结构仿生的方法对其筋板布置方式和参数进行了优化。在分析轻质高效生物体结构的主要特点及其构型规律的基础上,总结出几条轻量化仿生设计准则,并根据结构仿生的基本方法提出工作台筋板的6种仿生构型。利用Ansys的APDL程序分别确定最优参数,验证轻量化效果。结果表明:根据变形区域调整筋板分布形式,以及在最大变形梯度方向上设置对角筋能够实现结构比刚度效能的提高,为改变传统的筋板设计思路提供了一种新方法。

摘要：瀑布沟水电站枢纽工程由拦河大坝、溢洪道、泄洪洞、放空洞、引水发电及尼日河引水等主要建筑物组成。枢纽布置经设计优化采用左岸地下厂房长尾水方案,即河床中建砾石土心墙堆石坝,左岸布置引水发电建筑物及泄洪建筑物,右岸设置1条放空洞。尼日河引水入库工程在开建桥建闸,左岸布置引水隧洞,隧洞出口布置在大渡河右岸距坝轴线上游约0.9 km处。现工程已建成,运行情况良好。