摘要：研发了一种新型滚筒式生物芯片点样仪,着重描述了点样仪的机械结构设计和控制系统软、硬件部分的设计。以基于ARM9 S3C2416微处理器带有触摸屏的控制器作为控制核心,实现了点样仪的双闭环高精度控制。最后用激光干涉仪测量了点样仪的控制精度,测试结果表明:系统定位精度为11μm,重复精度为5μm,满足控制要求。现场实践证明:该点样仪结构设计合理、运行稳定、定位精准;硬件系统与软件系统巧妙结合,充分发挥了ARM9微处理器的硬件资源和触摸屏人机交互界面的强大功能,使点样仪控制系统具有可靠性高、实时性高、控制精度高等优点。

摘要：为提高热特性有限元分析精度,提出了基于数字孪生的电主轴热特性分析方法。搭建基于IoT数据采集系统的电主轴热特性数字孪生物理空间,设计开发基于Java、ANSYS、MATLAB联合编程的热特性数字孪生系统,提出了基于关键测温点温度的热边界条件修正模型,实现了物理空间与虚拟空间的数据映射及热特性数字孪生。实验结果表明,热特性数字孪生体的温度精度达98%,热变形精度达95%,有效提高了热特性有限元分析精度。

摘要：针对深孔内壁光整加工效率与质量较低的技术问题,在传统针式磁性复合流体(Magnetic Compound Fluid,MCF)抛光工具头的基础上增加辅助磁场块,提出基于h形抛光工具头的MCF深孔抛光工具及加工方法。利用COMSOL Multiphysics建立永磁铁磁场组合模型,设计磁场均匀的h形抛光工具头结构;建立MCF深孔抛光磁场与流场模型,进行磁流耦合仿真,分析MCF流体流动特性;以黄铜H62材料为样件,展开不同抛光工艺参数实验,对抛光前后样件的表面形貌、粗糙度和材料去除率进行分析,并验证了仿真模型。实验结果表明:当采用h形抛光工具头两磁铁水平间距为8 mm,抛光转速为1 400 r/min,抛光间隙为1 mm,氧化铝磨粒粒径为0.5μm时,表面粗糙度为173 nm,材料去除率为0.84 mg/min,获得最佳抛光效果,且采用h形抛光工具头产生的抛光效果要比针式抛光工具头产生效果更佳。基于h形抛光工具头的MCF深孔抛光方法能有效改善孔内壁表面质量,实验结果证明了方法的有效性,为后续的应用奠定基础。

摘要：针对发动机凸轮型线设计开发中计算工作量大,参数优选过程复杂的问题,研究并开发了以MATLAB作为数值计算引擎,C++Builder作为应用程序混合编程的发动机凸轮型线设计平台,实现了凸轮型线设计过程中方便、快捷、计算精确的目标,对几种典型凸轮型线的设计应用表明,该系统均能满足各型线特征参数优选设计的要求,并已在产品设计开发中得到了实际应用。

摘要：提出了一种非对称N次谐波凸轮型线的优化设计方法。新设计方法能有效控制N次谐波凸轮型线的设计结果,实现凸轮型线在360°内二阶导数连续;气门开启速度高于关闭速度;上升缓冲段终点加速度大于下降缓冲段终点加速度;下降段正加速度极值低于上升段;解决了N次谐波凸轮型线设计中存在的缓冲段加速度波动突变的设计难点。

摘要：齿轮应用极其广泛,而齿面损坏是齿轮失效的主要形式,因此齿轮接触分析是齿轮设计的重要手段,最新发展的等几何分析(Isogeometric analysis,IGA)方法在解决接触仿真分析方面具有优良性能而受到青睐。将直齿圆柱齿轮简化为平面模型,首先构建能用于IGA的多片拼接NURBS曲面参数化模型,并比较了IGA模型与标准渐开线齿轮的几何误差;然后推导了平面接触IGA的相关计算公式,实现了一对单齿接触的完整齿轮等几何接触分析。为验证等几何接触分析算法的正确性,一方面将计算结果与齿轮无摩擦赫兹接触分析的理论值进行计算精度对比,另一方面将计算结果与商业软件计算结果进行对比。结果表明,IGA方法在分析接触问题时具有计算效率高、速度快、应力场更加光滑等优势,从而为解决齿轮接触分析问题提供一种有效的方法,同时也为齿轮的建模仿真与优化一体化设计提供新的途径。

摘要：针对4种典型平面平台型6-PSS并联机构构型特点,研究了最优构型选择及其参数优化。建立平面平台型6-PSS并联机构的运动学模型,并进行ADAMS仿真验证;绘制不同构型下的平面平台型6-PSS并联机构的可达工作空间图和灵巧度分布图,求解工作空间体积V和全局灵巧度G_(CI),经过对比分析,构型Ⅲ的可达工作空间范围、工作空间体积、灵巧度分布和全局灵巧度等性能指标均最优,确定构型Ⅲ为机构的最优构型;针对构型Ⅲ分析各结构参数对其工作空间和灵巧性的影响规律,结果表明,在一定的结构参数范围内,工作空间体积和全局灵巧度呈正相关;以工作空间体积V为目标函数进行优化,得到了最优结构参数,优化后工作空间体积V和全局灵巧度G_(CI)相比优化前均有明显提高,证明了优化模型的正确性和有效性,并对优化后的机构进行了误差分析,为平面平台型6-PSS并联机构设计提供了依据。

摘要：通过理论和试验对某金属橡胶非线性隔振器的传递特性进行了研究。基于含干摩擦阻尼的非线性迟滞力学模型,采用平均法求出系统的频率响应函数,从理论角度探究不同运动状态下的传递率及实现无谐振的条件;根据频率响应函数确定解锁频率与实现无谐振的临界干摩擦力;利用动态加载试验识别隔振器的力学参数,通过振动实验验证了理论结果。所得结论对金属橡胶隔振器的设计和应用具有重要的指导意义。

摘要：以等几何分析为数值分析方法,针对三维结构的线弹性问题,以优化边界控制点坐标为设计变量,通过Coons体插值方法得到插值控制点对优化边界控制点的坐标导数,推导了单元刚度矩阵对控制点坐标变量的形状优化灵敏度方程,并对应力灵敏度和位移灵敏度方程进行了推导。数值算例证明该方法具有较高的优化效率,优化结果良好。

摘要：提出了一种离线式锂离子电池开路电压快速估计方法,在短时间内完成对需要经过长时间搁置才能稳定的开路电压的预估。建立了一个带有权重的电压弛豫模型并利用短时间内搁置电压数据和模型预估值构造损失函数,通过优化算法对损失函数中的参数进行寻优。电池开路电压预估流程包括对电池进行放电,搁置和开路电压预估,整个过程所需时间为30~40 min,即通过30~40 min就可以完成对需要进行数小时静置后才能稳定的开路电压的预估。为了检验此模型的适用性,设计了三元锂电池在不同电池荷电状态(State of charge,SOC)下、不同温度下和以不同的放电倍率放电下开路电压预估的试验,以及设计了电池容量循环衰减试验,并在电池容量衰减后继续对电池开路电压进行预估。试验结果表明,此模型可以通过短时间搁置便能精确地预测电池在不同SOC和不同温度下以及电池容量衰减后的开路电压。提出的离线式锂离子电池开路电压快速估计方法能够快速、准确地预估电池稳定开路电压,在电池SOC以及电池健康状态(State of health,SOH)等状态估计及电池容量估计方面有重要作用,能够大大缩短预估时间。