摘要：基于光电原理,提出了一种利用输出电压的变化规律来准确测量深孔直线度的方法。分析了光电探测器发生平移运动和旋转运动时造成的实际孔心的变化规律。基于最小二乘原理,推导了深孔直线度与输出电压的关系,为深孔直线度光电测量提供了理论基础。利用光电测量原理,设计了一种具有自定位功能、实时显示深孔直线度误差的光电测量装置,可实现深孔直线度的无损自动检测。

摘要：提出了一种基于MEMS开关的射频衰减器设计方案。首先对整体电路的基础结构进行了设计,选择以CPW(共面波导)为传输线,接触式MEMS开关作控制器件,同时以开关中的电容作为断路时的平衡电容进行Q值匹配;其次,通过理论推导与计算得到了波导的截面尺寸;然后按所需衰减量计算T型网络各个电阻的阻值大小。再按照计算值在CST微波工作室中建模仿真,对比单级衰减和展频二级衰减的S参数,可以发现,在Q值匹配后的电路中,射频信号可以在更宽的频段内保持稳定衰减。最后通过UV-LIGA技术结合氧化钽电阻工艺对衰减器进行了样片试制与结果测试。结果表明,通过Q值匹配可以扩展衰减器的工作频段,为高频信号的稳定衰减提出了一种可行性方案。

摘要：全液压滚切剪是伺服缸为滚切剪刀提供精准曲线力。因重载缸卧式铰接安装,缸筒自重等会引起密封处摩擦过大,造成拉缸、泄漏而导致输出力不足等现象。为克服自重对密封的影响,提出在全液压滚切剪的伺服缸端底用一小缸进行支撑,并设计压力-位置双闭环PID控制系统,该系统通过精准控制小缸压力和位移以满足所需工况。对该控制系统进行耦合特性分析,推导出压力与位置独立闭环控制系统的数学模型,进行稳定性分析。在基于理论分析研究的基础上,运用AMESim/Matlab联合仿真,进一步验证了压力-位置双闭环独立PID控制系统的合理性。结果表明该控制系统能够实现小缸的压力和位移精准控制,实现了重载卧式缸在输出曲线力时不受自重因素影响,密封装置几乎不受工况所限无摩擦运行。通过工程试验证明了该控制系统的可行性与可靠性,为理论分析和工程实际应用提供了重要依据。

摘要：皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.

摘要：为了预测高分子粘结剂端羟基聚丁二烯(HTPB)与增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)、硝化甘油(NG)的相容性及HTPB/增塑剂共混物的玻璃化转变温度(Tg)和力学性能,在COMPASS力场条件下采用分子动力学(MD)模拟方法对相容体系(HTPB-DOS)和不相容体系(HTPB-NG)进行了研究.结果表明,通过比较溶度参数差值(Δδ)的大小可以预测HTPB与增塑剂的相容性,即HTPB与DOS属于相容体系,而HTPB与NG不相容.通过温度-比容曲线可以得到HTPB、HTPB/DOS与HTPB/NG的Tg分别为197.54,176.30和200.03K.力学性能分析结果表明,添加DOS增塑剂后使HTPB的弹性模量(E),体积模量(K)和剪切模量(G)下降,材料刚性减弱,柔性增强,力学性能得到改善.本模拟方法可以作为预测聚合物/增塑剂共混物性能的有利工具,也可以为固体推进剂和高聚物粘结炸药的配方设计提供理论指导.

摘要：针对弹塑性倾斜冲击问题,测量和预测冲击对象在接触冲击过程中的运动参数及接触力仍然是一个难点。考虑振动响应的影响,结合假设模态法和广义动量定理建立冲击对象的运动模型;根据Jackson-Green模型,将振动响应考虑到接触变形中,系统探讨和研究了弹塑性接触冲击过程中的接触力变化;基于数字图像处理方法,通过设计多标识点的冲击试验,描述与跟踪冲击对象在接触冲击过程中的运动规律,并对恢复系数和冲击后的运动参数进行试验与仿真对比分析。试验与仿真结果表明:滑动摩擦判断条件Δ呈W形分布,且存在3个临界冲击角,分别为27.5°、42.5°和58.4°;对于初始冲击角θ=45°,接触点冲击后反弹速度、角速度和恢复系数的仿真与试验结果基本吻合,其相对误差均小于5%,验证了所建模型的正确性。

摘要：为克服标准粒子群算法搜索后期收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺点,通过引进自适应惯性权重因子平衡标准粒子群优化算法的全局搜索和局部改良能力,同时设计了均匀分布变异和高斯分布变异相结合的粒子群混合纵向多变异策略,来提高算法摆脱局部极值和局部寻优的能力.根据提出的改进算法流程,针对公认的Sphere,Rastrigin,Griewank和Salomon四种标准测试函数进行了收敛精度和收敛速度的测试.测试结果表明,在标准粒子群、自适应权重粒子群、自适应变异粒子群和自适应混合多变异粒子群4种算法中,提出的新算法具有最好的全局最优值搜索能力和最稳定的全局收敛特性,且在提高收敛速度的同时,有效地避免了早熟收敛问题.

摘要：在传统的齿轮纵向振动系统中,齿轮与变幅杆耦合处振幅较小,导致齿轮端面输出振幅偏小,满足不了齿轮超声加工的要求.基于非谐振设计理论和全谐设计理论,设计了一种新型齿轮纵向振动系统,该振动系统由齿轮与圆柱杆耦合振动单元、换能器、半波长圆锥形变幅杆组成,齿轮与变幅杆耦合处振幅较大,增大了齿轮端面的输出振幅.圆锥变幅杆形状参数固定时,齿轮分度圆直径和圆柱杆直径对齿轮端面的输出振幅没有影响,减小圆锥变幅杆小端直径可以增大齿轮端面的输出振幅.通过有限元分析和谐振特性实验验证这种新设计方法的可行性.研究结果为齿轮振动系统提供了一种新的设计方法,对齿轮超声加工工艺的工程应用具有重要意义.

摘要：柔性驱动器因其固有的柔顺特性,能够实现机器人与人之间的安全交互,且具有较强的环境适应能力。为满足外骨骼机器人对关节柔性及变刚度特性的要求,设计了一种具有可重构性的变刚度柔性驱动器,可通过改变弹性元件的几何参数、材料和数量来实现重构,通过径向调节预紧力来实现可调范围内的变刚度。首先,运用零长度机架四杆机构的传动原理,建立了变刚度柔性驱动器的刚度数学模型,分析了柔性分支数和弹性元件刚度、预紧力对驱动器输出扭矩和刚度的影响规律。然后,建立了驱动器的ADAMS虚拟样机模型,并开展静力学性能仿真分析,验证了刚度数学模型的正确性。最后,建立了驱动器的动力学模型,通过Laplace变换得到了动力学系统的传递函数。频率特性分析结果表明,该柔性驱动器的稳定性良好。所设计的柔性驱动器体积小且质量小,能够在可穿戴外骨骼机器人驱动机构中应用。研究结果为机器人柔性驱动关节的设计提供了理论和技术参考。

摘要：为了提高棒材二辊矫直机的矫直精度,依据棒材矫直工艺特点和矫直辊磨损区域分析,提出了"凹三凸二"的矫直辊组合形式及辊型设计方法。在辊型设计过程中,根据棒材矫直的实际变形规律,提出了塑性5εt矫直应力应变拟合原则,更加准确地描述了棒材矫直变形的应力应变关系;结合微元法对矫直棒材内部金属的受力状态及中性层偏移进行分析,推导出了含有硬化系数与中性层偏移的新弯矩比公式。在此基础上,通过对矫直力与辊面磨损关系以及残余应力和弹性芯对隐患挠度影响的综合分析,精确给出了矫直不同规格棒材时辊腰段的反弯曲率比范围,从而能最大限度地降低辊面磨损,克服因残余应力回复而导致矫直质量不稳定的缺陷。基于上述理论和方法,给出了具体设计实例,并对矫直过程进行了数值模拟分析,给出了矫直过程中影响棒材矫后精度的各参量状态。结果表明:设计辊型的残余直线度为0.64mm/m,隐患挠度为0.202 4mm/m,预测弹复后直线度小于0.85mm/m,从而显著提高了棒材的矫后精度及其稳定性,同时也验证了该设计理论与方法的正确性及有效性。