摘要：以主梁式TBM推进机构为研究对象,利用坐标变换理论得出运动学反解方程及其雅克比矩阵。分析直线掘进过程中推进机构的受力情况,并得出受力平衡方程。为降低偏载现象对机构及刀盘的损害,引入力均布性评价指标,并分析不同参数与力均布性指标之间的关系。以力均布性指标最小为目标,建立机构尺度参数优化模型,并运用遗传算法求解该问题。给出机构尺度优化设计实例,并对比该机构优化前后的最大关节力变化,相关结果表明:该优化模型合理有效,相关结果可为推进机构设计提供参考。

摘要：针对车轮踏面参数检测准确性问题,分析踏面检测的影响因素,建立车轮踏面参数检测系统的误差分析模型。设计基于MATLAB的车轮踏面参数检测误差分析、踏面参数数据分析和小波工具箱信号处理的GUI可视化界面,并进行仿真分析。GUI可视化界面的设计,旨在掌握各误差因素对车轮踏面参数检测的影响程度及查看检测结果的数据及图形,为提高车轮踏面参数检测的准确性奠定理论基础。

摘要：为了解决柔顺恒力机构中正刚度模块的几何非线性问题,基于半圆型波纹周期梁设计了正刚度模块,负刚度模块采用双稳态梁,利用正负刚度叠加原理设计了柔顺恒力机构。采用莫尔积分法和柔度矩阵法建立了正刚度模块的理论模型,采用椭圆积分法建立了负刚度模块的理论模型,并通过ANSYS有限元仿真软件分析了柔顺恒力机构的力-位移曲线以验证理论模型,两者相对误差在10%以内。为了扩大恒力区间范围,采用响应面法对柔顺恒力机构的几何参数进行优化,并对影响恒力范围的几何参数进行了灵敏度分析。利用3D打印技术加工柔顺恒力机构样机进行实验验证,实验结果表明,机构能在输入位移1.1~6.2 mm的范围内保持约18.8 N的恒力,验证了所设计的柔顺恒力机构的可行性、优化方法的有效性和理论模型的准确性。

摘要：针对EP阀轴对称的结构特点,建立有限元分析模型。考虑电磁材料非线性及漏磁因素的影响,采用微分标量势法(DSP)对旅客列车电空制动系统中EP电磁阀三维静态性能进行仿真分析。结果表明,电磁阀的安匝数、工作气隙、非工作气隙等设计参数是影响电磁阀性能的主要参数。额定电流为450 mA、线圈匝数为3 200、工作气隙和非工作气隙分别为2 mm和0.2 mm时,EP阀各项性能最优。为了减小加工工艺对EP阀工作性能的影响,磁铁和阀罩的同轴度应控制在8级,铁芯外径表面粗糙度应抛光至0.8μm。试验表明按照仿真方法设计的EP阀,其各项性能指标均达到了设计要求。

摘要：可移动变形组件法因具有设计变量少、可显式表达结构几何参数等优点,现已广泛被应用于工程结构的拓扑优化设计中。针对可移动变形组件法中组件数目对拓扑结构优化的影响,基于可移动变形组件框架,利用有限元分析和灵敏度分析求解设计域的结构场,以移动渐近线法更新设计变量,以体积为约束函数,以结构柔度最小为目标函数,研究了不同组件数目对特定受力条件下短板算例的拓扑结构优化的影响。结果表明随着组件数目从6个增加至20个时,目标函数值相应减小,拓扑结构轮廓更为光滑、细节更加突出;然而其拓扑优化结构的复杂程度相应增加、优化耗时增加。研究结果为实际拓扑优化中合理选择组件数目提供了有益的借鉴。

摘要：针对行走腿为串联结构及平面多连杆结构的六足机器人承载能力差、运动误差大等问题,提出了一种一平移两转动(1T2R)并联腿六足农业机器人机构。首先,对并联腿机构的运动学位置、速度、加速度进行了分析。其次,基于结构约束条件,对其工作空间进行了分析。最后,对六足农业机器人机构进行了三维建模及仿真分析。理论分析及仿真结果表明:该并联腿机构运动学位置正逆解方程均可解析求解,正解方程最多具有4组解。该机构具有部分运动输入-输出解耦性,控制方便。该并联腿机构工作空间大,由多个球冠组成。该六足机器人机构无需转弯即能实现前后、左右移动,运动平稳,机构设计合理,适合作为农业机器人行走机构使用。

摘要：针对在高速、重载的情况下轴承摩擦力矩较大,极容易发热和磨损,导致使用寿命大大降低的问题,基于轴承摩擦力矩测量原理建立了滚滑轴承的摩擦力矩数学模型,并以此为基础利用ADAMS软件建立了滚滑轴承的动力学仿真模型。考虑到摩擦力矩数值的波动性,对变化规律进行了分析,并给出了滚滑轴承启动摩擦力矩和动摩擦力矩在仿真试验中的提取方法;研究了不同径向载荷、转速、滚子与滑块之间的间隙和径向游隙对摩擦力矩的影响;借助SKF轴承摩擦力矩计算器,验证了仿真模型的正确性。研究结果表明:4种不同工况结构参数对滚滑轴承启动摩擦力矩和动摩擦力矩都有一定影响,该结果可为滚滑轴承降低摩擦力矩设计提供参考依据。

摘要：设计了一种双线圈磁流变阻尼器,并介绍了其工作原理。在INSTRON拉伸机上对所设计的双线圈磁流变阻尼器的动力特性进行了试验测试,分析了双线圈通同向电流、通异向电流以及固定其中一个线圈电流,改变另外一个线圈电流这3种电流加载条件下的阻尼器动力特性,同时对比分析了不同拉伸位移和不同加载频率下的阻尼力随位移及阻尼力随速度变化的关系。结果表明:该阻尼器的零磁场强度下的阻尼力值为120 N;改变加载频率和拉伸位移,发现加载频率变化对阻尼力大小影响较大;双线圈通异向电流时的阻尼力明显大于通同向电流时的阻尼力,通异向电流1.0 A时阻尼力最大能达到1.21 k N;固定一个线圈电流,改变另一个线圈的电流,总电流相等时其阻尼力基本相等,说明所设计的双线圈产生的磁场也相等,具有较好的对称性。

摘要：针对广东省东莞某公司当前生产的高精度线材存在端部切口质量较差的问题,在分析现有锤击式调直切断机的基础上,针对其切断系统进行一种快换刀具切断模及切断液压系统的设计,并利用AMESim液压仿真软件对其切断效果进行仿真分析。结果表明:新的快换刀具切断模机构可有效解决切断时刀具口径与线材直径不一致而导致的线材端口质量问题;采用液压式代替锤击式的切断方式,通过液压夹紧机构使切断模切断线材时能随线材运动,可有效解决线材断面产生毛刺、弯曲变形、倾斜等缺陷问题。

摘要：针对多级行星齿轮机构的构型综合过程中,其拓扑模型元素符号的不确定性及同构判别困难的问题。基于图论理论,首先根据行星齿轮传动机构的结构特点,提出了更加完善的拓扑图表示方法和演化规则,建立了行星齿轮机构与邻接矩阵的一一对应关系;然后以单级行星齿轮机构为基础,将多个单级行星齿轮机构的邻接矩阵经过一系列运算转化为多级行星齿轮机构的邻接矩阵,通过拓扑反演得到多级行星齿轮机构的构型方案;最后将多级行星齿轮机构的邻接矩阵转化为Hamming矩阵,利用Hamming矩阵的性质判断多级行星齿轮机构的拓扑构型方案之间是否同构。新拓扑模型的优点在于能够使行星齿轮机构的结构特征信息、各构件的区分度更加明确,易于在计算机上实现多级行星齿轮机构的构型设计与同构判别,为多级行星齿轮传动机构的创新和优化设计奠定了基础。