摘要：区别于传统的晶态金属材料,非晶合金(BMGs)不具备长程有序结构,其塑性变形载体为剪切带。剪切带一旦形成,便很快发展成为裂纹,引发材料的灾难性断裂。剪切不稳定性的研究有助于非晶合金塑性变形机理的理解,并可为非晶合金塑性变形能力的提高提供设计思路。近年来,基于非晶合金的结构特点,科研工作者努力探究非晶合金的剪切不稳定性,主要提出了结构软化诱导的剪切不稳定性和热软化引发的剪切不稳定性两种机制。本文重点总结了非晶合金中剪切温升的研究进展,介绍了测试应变速率、外部约束、试验机刚度和测试温度对剪切温升的影响,指明非晶合金中剪切引入的热远低于玻璃转变温度,暗示热软化对剪切不稳定性的影响是微弱的。本文最后对非晶合金中剪切不稳定性机制的研究方向进行了展望。

摘要：针对焦炉炉顶环境恶劣、人工测温精度和效率低的情况，设计了一种仿蝎式机器人用于焦炉测温，并对机器人腿部行走机构进行了设计分析。首先，参照蝎子的仿生结构对焦炉测温机器人整体结构进行建模和腿部的设计，并对其进行应力分析，确保其在测温过程安全稳定运行；其次，建立机器人运动结构Denavit-Hartenberg(D-H)坐标系，对其腿部进行了正逆运动学分析；最后，利用Matlab软件对腿部进行笛卡儿空间轨迹规划，并运用Adams软件对腿部关节进行了步态仿真，表明腿部轨迹规划和步态仿真的运动曲线趋近相同且运行平稳。试验结果表明，测温机器人运动的实际误差保持在2 mm之内且运行平稳。这为后续焦炉测温机器人整体系统的开发奠定了重要的基础。

摘要：功率超声振动加工钛钽合金时,空化微射流的数量与速度是微切削加工效率的关键影响因素,使用聚焦声透镜可以提高聚焦区域的声压和空化效率,加工效率随着微射流的数量和速度增大而增大。设计并制作了基于35kHz声源频率的菲涅尔衍射透镜,借助COMSOL软件对透镜工作环境进行模拟,确定最佳工作位置,透镜会改变超声场内声压分布,将声压汇聚在更窄范围内,透镜聚焦增益2~10倍。根据仿真结果进行的钛钽合金空蚀实验结果表明,相较于无透镜组,有透镜组的钛钽合金表面粗糙度变化更大,空蚀坑数量更多,坑深与径宽更大,可以认为菲涅尔聚焦声透镜对钛钽合金微切削有促进作用。

摘要：将纵扭复合超声振动应用在加工刀具在切削难加工材料时,可改善工件表面质量和提高加工效率。为了使斜槽式纵扭复合超声振动系统的谐振频率和纵扭转换率达到平衡,对斜槽结构参数(长度、宽度、深度、角度和位置)进行优化设计。运用SolidWorks和Ansys Workbench建立参数化仿真过程,采用最优空间填充设计(OSF)进行试验设计,利用自适应细化的方法提高模型的精度,并结合仿真值来验证Kriging模型的模拟值。通过多目标遗传算法(MOGA)的全局搜索,实现在超声电源频率内(20kHz)输出较大的扭转振幅,进而对优化设计后的纵扭复合超声振动系统进行阻抗和振幅测试,验证了Kriging响应面模型的有效性。

摘要：针对多臂协同复合机器人在焦炉顶炉口执行多臂协同测温作业时的稳定性，本文设计一种基于改进粒子群优化(IPSO)算法的PID柔顺控制系统。对于焦炉顶炉口测温，首先设计了多臂协同复合机器人来实现移动过程中的焦炉顶炉口测温作业；其次搭建机械腿与PID控制模型；并运用于PID控制器参数整定，与Z-N法进行比较，改进粒子群的PID柔顺控制模型调节时间缩短26 s,超调量更小；最后，通过Simulink与Adams联合仿真得到复合机器人的各运动参数曲线。结果显示，多臂协同复合机器人在前进2 000 mm过程中，机身只有0.45 mm的偏移，整体运动速度最大可达100 mm/s,膝关节最大关节角速度稳定在48(°)/s和54(°)/s,在机器人稳定运行范围内。结果表明多臂协同复合机器人稳定运动，能够很好地实现焦炉顶炉口测温作业。

摘要：根据小型电动载具永磁同步驱动电机的特点和测试要求进行台架机械结构和数据采集模块设计,并利用被测电机与矢量控制(FOC)变频器搭建了电机性能测试台。通过控制被测电机的运行负载进行效率特性等试验,测试外转子永磁同步驱动电机的基本特性,同时通过ANSYS Motor-CAD软件进行电机电磁性能有限元分析。对比分析结果表明,被测电机的效率为80%~95%,有限元仿真和测试所得的驱动电机特性曲线基本吻合,验证了仿真结果的准确性。

摘要：研制了一种超磁致伸缩换能器。为了改善磁路,提高换能器的振动性能,利用有限元法对换能器进行仿真计算,重点研究了导磁块和导磁筒对换能器性能的影响,又仿真计算了换能器工作时的温升;对研制的换能器阻抗和振幅进行了测量;结果表明:随着导磁筒厚度的增加,Terfenol-D棒的磁场强度先增大后减小,磁场均匀度先减小后不变,输出振幅先增大后略有减小;随着导磁块厚度的增大,Terfenol-D棒的磁场强度和磁场均匀度增大,输出振幅也增大;与无导磁筒的换能器相比,有导磁筒的换能器的机电转换系数和输出振幅均较大,但工作相同时间后的温度较高。该研究提供一种对超磁致伸缩换能器的磁路结构进行设计优化,并提高其振动性能的仿真计算方法。

摘要：为了提高机载光电平台对目标稳定跟踪控制性能,提出一种基于线性二次增强卡尔曼滤波器的机载光电平台模型预测控制算法。建立机载光电平台的动力学模型,在卡尔曼滤波状态估计的基础上,引入线性二次调节器增益减小估计状态的相位延迟,使状态估计值更为精确,利用估计的状态设计模型预测控制器,减小目标跟踪误差。跟踪目标仿真实验结果与卡尔曼滤波状态估计结果最大误差减小了58.14%,与扩展卡尔曼滤波状态估计最大误差减小了52.62%,表明本算法能够有效提高机载光电平台对目标的跟踪控制性能,实现了机载光电平台对目标的稳定跟踪控制。

摘要：基于Box-Behnken Design(BBD)响应面法设计试验,选取切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,以切削力、表面粗糙度和加工时间作为响应指标,通过Design-Expert软件分析研究各优化变量间的交互联系。结果表明,最优参数组合为切削速度110m/min,进给量0.13mm/r,背吃刀量0.5mm;对应的切削力为165.95N,表面粗糙度为0.918μm,加工时间为5.44s;研究结果对基于数控车削工艺技术的参数优化有一定的参考价值。

摘要：为减小超磁致伸缩换能器在高频工作时的设计误差并抑制涡流损耗,基于解析法设计了一种新型超磁致伸缩换能器,利用表观弹性法求出换能器的等效弹性常数,计算了换能器的共振频率,利用有限元软件对换能器进行动力学分析,并对换能器的稀土棒进行涡流损耗分析;进一步研制了换能器的样机,并进行阻抗测试。结果表明:未处理稀土棒的涡流损耗主要集中于外径表面,切片后稀土棒的涡流损耗减小了67.98%;根据表观弹性法计算的换能器共振频率与有限元计算、实验测试结果基本一致,而基于一维纵向理论求得换能器的共振频率与实验测试结果相差较大。