摘要：航空航天类产品面临愈加剧烈的振动环境,同时对结构的设计也提出了更高的轻量化需求。针对简谐基础加速度激励下的结构振动抑制问题,基于高比强度、比刚度的轻质点阵结构,提出通过优化点阵结构杆件的截面尺寸来降低结构动响应的优化方法。以点阵结构杆件的截面尺寸为设计变量,结构体积为约束,建立简谐基础加速度激励下结构关键点处位移响应最小为优化目标的优化数学模型。采用模态位移法高效求解结构动响应及灵敏度,并通过GCMMA优化算法实现优化问题求解。数值算例和振动实验表明所提出的点阵结构优化方法在保证结构轻量化的同时,能够大幅度降低结构的振动响应。

摘要：选区激光熔化制备金属点阵结构由于具有结构设计自由度大、成形零件具有轻量化、缓冲吸震、隔热散热等优势在航空航天等领域具有广泛的工程应用前景。随着应用的不断拓展,对点阵结构的拉伸性能也提出了要求。通过有限元模拟,研究了金刚石单元结构参数对Al Si10Mg点阵结构拉伸性能的影响,并进行了试验验证。结果表明:所设计的点阵结构成形效果较好,具有稳定的力学性能;支杆杆径和孔隙率对点阵结构抗拉强度存在显著影响;随着支杆长径比的减小,点阵结构应力集中区域由节点处向支杆中间位置移动,长径比在1.4左右时点阵结构具有较为均匀的应力分布;在点阵结构外层包裹薄壳结构,可使点阵结构整体应力分布更为均匀。试验与仿真结果相吻合,可通过有限元方法对点阵结构的拉伸性能和变形失效方式进行有效预测。

摘要：跟踪算法和伺服算法的设计是实现激光跟踪运动控制的关键,决定激光跟踪运动的速度及其稳定性。为获得更好的跟踪性能,基于工业控制器及其伺服算法,提出一种基于实时角度位置偏差动态调节轴系运动速度的激光跟踪算法;首先,分析基于位置偏差动态调速实现连续稳定跟踪的控制原理;然后,建立被控对象的数学模型及包含此跟踪算法的跟踪系统数学模型,并完成激光跟踪的仿真测试;最后,搭建激光跟踪实验平台,对跟踪算法进行实验验证,最终实验结果表明,激光束能够很好跟踪动态目标,电机运行平稳流畅,跟踪能力优于7(°)/s。该控制方法为激光跟踪测量系统的搭建提供技术参考。

摘要：针对某圆筒形分体式构件对心加载的需求,设计了一种四电机驱动的内力加载机构,可向结构件施加超过15 000 N的总加载力,但实际加载过程中由于结构不对称等原因,易造成加载偏载,结构件之间发生相对移动,影响装配质量。为此,提出了一种基于模型前馈的比例-微分(PD)控制方法用于多电机的同步运动控制,建立了交流伺服电机的给定信号与角速度之间的动力学模型,基于该模型的目标速度设计了前馈补偿,以增强多电机同步控制时的响应速度。同时,设计了PD反馈控制参数,以提高同步控制的精度。试验结果表明,与传统的交叉耦合同步算比较,基于模型的PD同步控制算法同步误差减少了约40%,电机同步性得到了有效提高。

摘要：大型化、多样化和高精度化的在轨建造任务日趋增多,对舱外作业空间机械臂的能力提出了新的需求。传统SSRMS构型空间机械臂虽然被广泛地应用于在轨服务,但是其具有针对于特定任务设计的结构特点,限制了单个机械臂执行不同种类任务的能力,难以适应未来在轨任务复杂化发展的应用需求。为此,提出了一种新型的具有两个被动式伸缩臂杆的SSRMS构型可重构空间机械臂,并对其运动学奇异性进行了深入分析。首先,通过介绍新型机械臂的结构特点及可重构原理,总结了此类机械臂的工作性能优点,证明了其具备在未来的复杂在轨任务中扮演重要角色的潜力。然后,建立了新型机械臂分别在自由空间操作和重构操作时的微分运动学方程,通过对微分逆运动学方程的分析确定出了包含运动学奇异条件的雅可比矩阵。接着,提出了一种简单可靠的运动学奇异性分析方法,在雅可比矩阵中求解得到了新型机械臂的全部运动学奇异条件。最后,以新型机械臂为例进行了实验验证,结果表明:奇异条件不仅能够正确的确定出新型机械臂的奇异位形,而且在机械臂执行操作任务时可作为先验条件指导机械臂的避奇异运动控制,为操作任务的可靠执行提供了有力保障。

摘要：针对KDP在SPDT切削过程中容易产生凹坑、划痕、裂纹等表面缺陷问题,提出利用热激励的方式增大KDP晶体塑性切削域深度,降低各向异性、机床运动误差、环境振动等因素对加工过程的影响,进而提高SPDT切削加工过程稳定性的方法。通过纳米压痕试验获得了KDP晶体表面在不同温度状态下的硬度和脆塑性转变深度变化规律,并在SPDT机床上采用金刚石刀具开展了KDP晶体飞切划痕实验,进一步验证了适当提高KDP晶体温度可以增大KDP晶体脆塑性转变临界切削深度。在此基础上,对KDP晶体开展了不同温度状态下的切削实验,实验结果表明在相同工艺参数下,随着温度的升高,表面粗糙度Sa值从3.2nm降低至1.6nm。

摘要：蠕动泵软管回收系统是磁流变抛光液循环系统中的关键组成部分,直接影响抛光液流量的稳定性。为了保证长时间磁流变抛光的可靠性,这里研究了磁流变抛光用蠕动泵软管失效模式及损伤演变规律。首先,对蠕动泵软管的失效模式进行了分析,建立了受力模型并仿真计算,获取了软管的易失效位置;然后,通过实验的方法对软管已失效处的截面损伤情况进行观察,分析损伤裂纹的特征,将最大损伤深度作为表征参数,研究其演变规律;最后,根据实验参数,建立了蠕动泵软管的寿命离线预测模型。结果表明:使用常规氧化铈抛光液,在转速为300rpm的条件下,软管的磨损过程有三个阶段:磨合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。该蠕动泵软管的稳定运行寿命为16h,与实际情况较为符合,模型具有较强的指导意义。

摘要：首先介绍了无刷直流电机的基本模型和特性,对无位置传感器控制方式的基本原理进行研究。随后据此设计了一种分子泵用无位置传感器无刷直流电机控制系统,该系统采用反电势过零点检测方法获取转子位置信息,以进行换相逻辑控制,改进了电机的预定位及启动方式,降低了分子泵电机结构设计的复杂度,提高了分子泵的可靠性。接着从硬件设计和软件控制策略部分详细介绍了该控制系统。最后在实验平台上进行验证。使用所设计的控制器对分子泵进行驱动实验,结果表明,分子泵能够稳定启动并进入额定工作状态,分子泵额定转速可达90 000 r/min,且转速波动可稳定在±60 r/min内。

摘要：集装箱货车的副车架作为底盘主车架与集装箱连接的关键部件,其结构和性能的稳定性尤为重要。文章首先设计了一种斜拉式副车架,并对主副车架间连接螺栓数量及形式、副车架强度等进行分析,得出副车架的整体结构设计方案;再通过优化设计及ANSYS仿真分析,验证了理论设计的合理性;此副车架优化设计降低了整车高度和副车架质量,提高了整车的可通过性和承载性能。

摘要：针对某大型实验装置细长不锈钢筒体产品结构特点及焊接工艺难点,优选焊接方法及工艺参数,提出了筒体焊接结构优化拆分及加工方案。设计带止口定位的UY形接头。利用车床卡盘、中心架、尾座作为细长不锈钢筒体对接焊的装夹固定方案,有效解决了细长不锈钢筒体焊接难组装、难固定、难变位、易歪斜的难题。建立了细长不锈钢筒体对接焊仿真模型,模拟分析弯曲变形规律及焊接变形收缩量,为焊接变形控制、焊前留量、焊接弯曲矫正提供重要的理论依据。提出了基于远端外圆跳动的随焊实时补偿技术,将焊接、检测、弯曲矫正有机融合,大幅提高了加工效率,实际应用表明,随焊实时补偿技术能较好的控制细长不锈钢筒体焊接轴向弯曲变形。