摘要：大尺寸柔性梁结构的刚度与材料力学特性和截面尺寸直接相关。考虑柔性梁结构的大变形特征,研究的材料参数和截面特性对其运动学和动力学的灵敏度特性具有重要的意义。基于绝对节点坐标法,对定截面梁单元进行建模,利用非线性介质力学方法推导其刚度矩阵,建立柔性梁结构动力学方程。基于直接微分法分析单摆梁末端对材料弹性模量和梁单元截面特性的灵敏度,利用灵敏度曲线,对梁结构的可靠性进行计算。结果表明,随着材料弹性模量的逐渐增大,单摆梁末端最低值对其灵敏度逐渐减小并趋向于0;单摆梁对截面高度的灵敏度比截面宽度更大,随着截面宽度和高度的增大,单摆梁末端最低值对其灵敏度逐渐减小并趋向于0。通过响应面及灵敏度曲线获得特定阈值下梁结构的参数值并分析其可靠性。

摘要：为了实现装配状态下汽车发动机压缩比的快速、精密、自动测量,开发了基于声学共振原理的试验台,动态测量随曲轴旋转而变化的气缸容积。介绍了测量原理及软硬件设计方案。基于LabVIEW开发了试验台的测控软件系统。实验表明,该试验台测量压缩比的重复精度达到±0.018(±3σ),测量速度为20 s/缸,实现了压缩比的快速、精密、自动测量。

摘要：针对超高强钢辊压成形门槛零件冲切模具磨损问题开展研究,建立了冲切过程有限元分析模型,采用实验方法获得了HC950/1180MS超高强钢材料在平面应变状态下的Modified Mohr-Coulomb fracture criterion（MMC）断裂简化模型参数;冲切模具磨损关键区域的应力分析结果表明,冲切过程中模具应力峰值及高应力持续时间是影响模具磨损的关键因素;采用实验设计的方法获得了冲切模具关键轮廓角度的优化组合,改变了冲切模具与废料区的接触顺序,降低了刃口磨损区域的应力峰值及应力持续时间。批量的冲切实验结果表明,优化后的门槛零件冲切模具修模周期由3000～5000冲程提升到13000冲程左右,模具磨损现象得到了有效的改善。

摘要：针对传统变截面弹性梁大挠度变形计算方法求解过程复杂、适用性差、结果精度低等问题,基于结构刚度主轴分解法,将变截面弹性梁离散成为具有若干个6自由度弹性关节的串联机构,对结构刚度矩阵进行计算,运用机构学方法,将变形问题转化为多自由度冗余机构的约束-静力平衡问题。构建优化目标函数,基于梯度下降法,采用旋量理论方法和指数积方式简化问题的计算过程,快速获取变截面弹性梁的位形信息,迭代求解得到梁的大挠度变形结果。通过与Abaqus软件仿真结果和实验结果对比,在误差允许范围内,采用此新方法能够获得准确结果,且求解过程快速简便,适用性广。

摘要：装配偏差分析作为连接设计与制造的重要环节,将设计要求与制造要求集成在同一个模型,直接影响产品开发能力。传统的极值法求解结果过于保守,而统计偏差分析基于尺寸的分布形式,具有很大的局限性。对此,提出装配偏差分析的区间算法模型。该模型将零件及装配偏差均表示为区间形式,结合截断法得到可靠的装配偏差范围,并建立一种新的装配偏差敏感性分析方法。最后以单向离合器验为例,说明在偏差分布未知时,区间算法的有效性与实用性。

摘要：压铆连接是飞机装配的主要连接方式。已有限元法主要考虑铆接工艺参数、接触设置和边界条件选取等方面,对于铆接中铆钉不同位置变形时的应变率差异的影响缺乏研究。借助SHPB技术,建立了单一应变率模型和考虑应变率差异有限元仿真模型作为对比,揭示了铆接干涉量分布情况。进而分析了应变率差异原因和影响,并通过自动钻铆实验进行干涉量对比验证。结果表明,考虑应变率差异的有限元模型可以有效的提高仿真精度,为最佳干涉量的研究提供了模型基础。

摘要：针对目前国内外汽车车身涂装工艺后缺陷识别自动化程度低,难以进行非接触高精度检测等问题,提出了一种结合二维视觉、三维视觉进行缺陷识别,通过卷积神经网络进行分类的方法。首先基于最大类间方差法和特征提取算法实现缺陷二维坐标的确定,算法受光照影响较小;其次基于卷积神经网络,实现对黑胶、划痕、凸点等三种常见缺陷类型的分类;然后基于RANSC聚类算法及PCA主成分分析,实现对车身平面拟合及缺陷法向量信息的确定;最后搭建了实验系统,通过双机器人标定及三维手眼标定实现对基准坐标系的坐标转换,实现对缺陷几何中心坐标、法向量、类型等信息的确定,系统的平均误差远小于现有打磨设备的尺寸。实验结果表面本方案可为后续自动化打磨设备提供工艺优化及打磨处理的数据输入。

摘要：火箭贮箱超大薄壁结构由于制造工艺不可避免地存在初始几何偏差,焊接过程中由装夹产生的校形应力与焊接应力的耦合将对结构焊接变形造成不可忽视的影响。针对超大薄壁结构搅拌摩擦焊接工艺的有限元仿真过程提出了3维应力分区法简化焊接计算,同时考虑工装夹具约束校形的影响,基于变形协调原理研究初始偏差对不同尺寸的超大薄壁结构焊接变形的影响规律。计算得到不同尺寸的模型在标准件与含不同初始偏差的情况下时的焊接变形,结果表明较小的负方向的初始偏差可以有效的减小焊接变形;随着模型长度方向尺寸的增大初始偏差对焊接变形的影响更加显著,且对于大尺寸模型焊接变形随初始偏差向正方向增大将呈现非线性的增长规律。

摘要：针对空间飞行器对接框结构工作时拉压载荷特点,采用周向双弹簧等效接触模型进行对接框接触界面刚度等效,建立对接框结构在压力载荷和弯矩载荷作用下结构的接触界面刚度计算解析模型。基于弹性力学和Hertz及分形理论分别推导了对接框锁钩与接触面等效弹簧刚度,研究了变载荷作用下对接框接触界面刚度的变化特性,并利用对接试验平台对刚度模型进行了验证。结果表明:对接框在受压力载荷时刚度随载荷非连续增加,在载荷与预紧力相等时接触界面刚度发生突变;弯矩载荷时刚度随载荷的增加而接近于线性增大。该结果可为空间飞行器动力学特性分析中接触界面刚度等效提供参考。

摘要：燃料电池超薄钛极板细密微流道的深宽比高、成形难度大,单步冲压成形工艺难以满足其精密制备要求。提出采用多工步成形方法提升微流道成形深度和精度,以实现超薄钛极板微流道制备。通过实验发现,单步成形流道极限深度为438.07(TD)和388.8μm(RD),极限深宽比为0.46。而通过设计两步成形,极限成形深度分别提升至657.30和640.33μm,极限深宽比达0.71。此外还分析了多步成形材料流动过程,讨论了多步成形的特点和规律。