摘要：研究基于虚拟样机技术的双轨悬挂自行输送机动力学仿真分析。解决了虚拟样机建模的关键技术问题,例如,双轨悬挂自行输送机的轨道和车辆建模、输送机与轨道间的约束,施加摩擦力等,基于接触力学中的分子-机械摩擦理论,在双轨悬挂自行输送机系统的虚拟样机中建立了包含连续接触和间断接触的非线形摩擦力方程组。该方程由高阶可导的分段插值多项式表达,仿真中具有较高的稳定性和收敛性。利用ADMAS软件对双轨悬挂自行输送机进行动力学仿真分析,研究了运行过程中输送机位置、速度和受力的变化情况,获得了双轨悬挂自行输送机的各种动态性能,为双轨悬挂自行输送机设计和性能评价提供了一种新的方法和手段。

摘要：为改善工程机器人系统的操作性,并提高在抓取和搬运柔软物体过程中的安全性,对主从遥操作系统的控制进行了研究,提出了位置速度/位置反力混合控制的方法。工程机器人在自由移动时,采用位置速度控制,工程机器人与环境间产生反馈力时,切换到位置反力控制。利用反馈力作为反馈信号,实现对力的间接控制。设计并开展了抓取与搬运柔软物体的实验,并对抓取和搬运过程中的物体最大变形量以及活塞杆平均位移进行了统计分析及配对t检测。结果表明:相比传统的位置速度控制方法,位置反力控制方法能够改善主从遥操作系统的操作性,确保在抓取和搬运过程中柔软物体的安全性。

摘要：设计了一种新型直动式压电电液伺服阀。该阀采用压电叠堆执行器作为电-机械转换器,提高了电液伺服阀的性能。并针对压电叠堆执行器固有的迟滞和蠕变非线性使得压电型电液伺服系统的输出精度降低,传统的控制方法难以得到很好的控制效果的问题。提出了基于动态Preisach模型的前馈控制和PID反馈控制的一种复合控制方法。实验结果表明,该方法能有效改善新型直动式压电电液伺服阀的输出精度。

摘要：利用无模成型技术和液压伺服控制技术设计了全自动液压数控弯管机,采用工业控制计算机生成弧度渐变的弯管曲线,由计算机全程控制加工过程的无模化弯管加工。克服了依靠固定模具仿形加工车辆骨架弧度管方法的缺点。阐述了弯管机工作原理和弧度管轨迹形成原理,对弯管截面形状控制、控制系统设计和弯管回弹控制与补偿等关键技术进行了研究。试验表明,新型数控弯管机能够满足多种车骨架加工的技术要求,大大提高弯管效率。

摘要：针对具有非正态随机参数的可靠性(优化)设计,提出了随机摄动-Edgeworth级数方法,采用该方法将可靠性概率约束转化为等价的确定型约束,可以迅速准确地获得优化设计信息。针对具有多失效模式的结构系统可靠性优化设计,提出了随机模拟-神经网络方法(MCS-NN),将随机模拟方法与神经网络技术有机结合,为结构系统可靠性优化设计提供了一种新方法。

摘要：提出了利用正弦波信号驱动压电双晶片振子，应用惯性冲击力实现机构微小位移的技术方案，建立了机构运动的数学模型。设计了斜面结构，使正弦波作用产生的周期性惯性冲击力形成竖直作用于微位移驱动机构的分量，通过改变正压力调整摩擦阻力的大小，并推导了Qu〈QD〈Fx的微位移机构运动条件。对微位移机构的速度-频率、速度-电压和位移特性进行了试验，结果表明：变摩擦式微位移机构样机能实现较稳定的正向运动，电压一定且频率为30～38Hz时，运动速度随频率的增加而稳定增加；频率一定时，运动速度随电压增加而稳定增加；在35Hz、90V的正弦波激励下，样机平均步长达到2μm，速度达到1mm／s。

摘要：针对微流道内DNA等生物大分子动态变化问题,合理构建颗粒负载型流动系统。采用球—棒蠕虫链模型表示DNA链,应用布朗动力学对DNA在微流道内的运动轨迹进行数值模拟。利用有限元法求解Navier-Skoes方程,得到矩形微流道内3D稳定的压力流场速度分布,并根据Stokes定律,将其耦合到布朗动力学中,继而得到DNA在压力流场中的动态变化过程。模拟结果表明,流经3D微管道时,DNA链不仅会发生一定的变形,而且会在流场作用力、布朗随机力和DNA链弯曲作用力的综合作用下,朝向管道中心区域移动,所得DNA动态特性与试验结果吻合。当DNA浓度较低时,DNA在流场中的运动虽然会对微流道内流体的流动速度产生一定的反作用,但是这种反作用较为微弱。布朗动力学与有限元法相结合的数值模拟方法可应用到相关聚合物的研究领域中,拓宽微流控芯片和生物芯片的设计思路。

摘要：提出了通过机械方式控制压电移动机构和支撑面之间摩擦力的有序变化来形成有规律的新型惯性式压电旋转机构的研究方案。设计了旋转机构的结构模型,分析了机构的运动原理,建立了机构的动力学模型。应用现代控制理论,利用Matlab对机构进行了运动学仿真,得到了机构位移和速度仿真曲线。设计、制作了旋转机构样机,并进行了相关的性能测试。试验结果表明,研制的旋转机构能实现大行程(360°)、高分辨率(15μrad)、高转速(0.26 rad/s)且运动性能稳定。该旋转机构在精密运动、微操作、光学工程、精密定位等精密工程中有广阔的应用前景。

摘要：为了研究在超声驻波悬浮装置中引进谐振管后对驻波悬浮稳定性的影响,设计两种超声驻波悬浮装置模型,其发射端和反射端分别为凹—凹型和凹—平型声悬浮装置,同时并对引进谐振管和未引进谐振管的两种驻波悬浮方案进行了模拟分析和实验对比。通过ANSYS和MATLAB联合仿真,得出在这两种悬浮方案下声悬浮场的相对时间平均势和相对声悬浮力的分布情况。通过比较发现:谐振管半径1.023λ的引进可有效地提高驻波悬浮的稳定性;最后搭建测试平台并对悬浮液滴进行有无谐振管的测试,实验结果显示:有谐振管作用时液滴的稳定悬浮时间大于无谐振管作用时的悬浮时间,从而与仿真分析一致验证了谐振管的引进可有效地增强驻波悬浮的悬浮稳定性这一结论。

摘要：为研究导叶可调式液力变矩器的内部流动特性,以循环圆直径为320 mm导叶可调式液力变矩器作为研究对象.采用计算流体动力学(CFD)方法对其不同开度、不同工况下的内部流动状态进行数值模拟,并对相应的透明模型进行粒子跟踪测速(PTV)试验验证.同一开度下,随着转速比的增加,可调导轮内部液流速度增加,液流方向与叶片进口方向的夹角增大;在制动工况时,叶片工作面有漩涡现象,而空载工况时,叶片非工作面有漩涡产生.对比试验与数值模拟内流场结果,发现后者可以比较准确地预测导叶可调式液力变矩器的内部流动特性.该结论为研究导叶可调式液力变矩器内部流动状态,预测外特性及其设计优化提供了方法和依据.