摘要：单边缝合技术作为一种新的复合材料预制件加工方法能够克服传统缝合设备无法加工三维空间复杂形状大型结构件的缺陷。为了实现缝合线迹的稳定成型,避免单边缝合机械手系统在缝制加工过程中出现跳针,断线及线迹松弛等问题,在分析单边缝合机械手系统的工作原理基础上,提出一种控制缝线供需平衡以保证缝合线迹稳定成型的思想,通过分析缝合机构的运动规律,建立针对于单边缝合技术的缝线瞬时需线量分析模型,同时从挑线机构运动规律及缝线线道设计方面给出相应的供线量模型,并提出单边缝合线迹稳定成型条件。通过算例分析验证了模型的合理性与可行性,缝合试验结果表明所提出的方法可用于单边缝合机械手系统的线迹稳定成型控制,也为同类缝制设备的研制提供了理论参考。

摘要：针对70 mm厚碳/碳复合材料缝合预制体超长机针强度不足且易失稳的问题,通过建立机针缝合预制件的力学模型以及推导数学模型,求解机针工作时所受应力,利用反推法计算机针稳定工作所需半径;根据机针所用碳纤维缝合线的拉伸强度及折弯半径,对机针针孔弯曲半径进行求解,根据所得结果建立机针三维模型;因机针在工作过程中除针柄与针身部分都被约束,通过ANSYS软件对改进约束后的缝合机针进行静力学分析;最后对机针及针孔弯曲半径进行了实验验证,最终结果表明:所设计的复合材料机针其强度与刚度、工作安全系数满足设计要求;验证了设计方法的可行性与正确性,提高了机针设计效率,为复合材料预制体缝合机针的设计提供依据。

摘要：文中基于滚齿仿真计算研究大变位齿轮成形机理,分析柔轮齿面理论加工误差值及产生原因,为滚齿工艺参数选择提供指导,以改善大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数化方程,并结合滚齿参数及滚齿时滚刀和工件相互运动关系建立变位齿轮滚切成形数学模型,基于滚齿多刃切削成形特征建立齿面理论加工误差评价模型进行滚齿加工误差仿真计算,还进行了滚齿加工试验验证仿真计算的正确性。对大变位柔轮滚齿成形过程及产生的齿面拓扑误差、齿形和齿向误差进行仿真计算发现:增大滚刀长度可有效减小因齿顶处切削不足而产生的加工误差,计算得到完全切削的滚刀最小长度;减小滚刀轴向进给量可显著减小齿面误差,计算得出齿向误差最大值与滚刀轴向进给量的关系曲线。

摘要：提出一种基于NURBS理论的叶片点云处理和曲面重构的方法.飞机涡轮叶片是结构、气动、强度等多学科优化设计的结果,其外形为复杂的自由参数曲面.用最小二乘法将拓扑后的点云局部曲面拟合对异常点去噪,依据曲率阈值点云分割.将双三次Coons的B-spline形式曲面作为基面,散乱点云无约束曲面逼近,利用优化理论迭代得到曲面控制点从而确定B-spline曲面方程.根据NURBS理论对曲面拼接修剪,复原磨损叶片的三维模型,为后续的焊接修复提供精确三维模型.

摘要：针对海洋平台贴接式管道接头专用焊接机器人的运动控制模型进行了研究.设计了一种5自由度串联结构机器人,在较小的机器人本体尺寸及重量的前提下,满足机器人对工作空间及导管架空间狭小处安全避障的需要.建立了机器人正、逆运动学模型,针对该机器人带有两个同向转动关节特点,提出采用两步法求解机器人关节值;为保证焊接时关节运行稳定性,提出采用极限法求导各关节速度.结果表明,该机器人可以很好的满足管道相贯接头的自动焊接工作,所建立的数学模型可用于考虑坡口特征的相贯接头焊接机器人连续轨迹规划工作.

摘要：针对现有双剑杆织机引纬导轨多采用滚轮支撑导向的方式,在引纬过程中剑杆与滚轮之间的摩擦力较大不适合高速的问题,设计了一种剑轮与剑杆水平放置,用气浮垫支撑导向的引纬导轨,实现了引纬时剑杆齿对侧面与导轨无接触。基于静压气体润滑原理,利用Fluent仿真分析了不同供气压力下,节流孔径、节流孔长径比和气膜厚度对气浮垫承载力与耗气量的影响,得到最优的节流孔径和气膜厚度,以此结果仿真得到供气压力与承载力拟合关系。在Adams中进行动力学分析,得到作用于剑杆的轮齿径向载荷变化曲线,得出能吸收此载荷的承载力,从而计算出剑杆能够完成引纬的供气压力范围。最后进行试验验证了该机构设计的可靠性。

摘要：针对大厚度碳/碳复合材料预制体缝合装置刺料机构和钩针机构配合较为困难的问题,在研究缝合不同厚度碳布时线环成型规律的基础上,首先对刺料机构与钩针机构在缝合过程中运动规律进行设计与规划,建立机针与钩针配合的数学模型,并利用仿真软件对刺料机构和钩针机构的位移变化规律进行分析,反映双针的运动配合关系。通过缝合实验验证动作规划与理论研究的正确性,结果表明刺料机构和钩针能够正确配合并形成理想的缝合线迹。

摘要：针对复合材料自动铺放的路径规划问题,提出了一种新的基于自由曲面构件纤维变刚度铺放的方法。根据角度线性变化方式设计了角度参数为>45°/0°<的空间铺放路径,采用空间等距法及正交投影法生成自由曲面芯模表面上的所有铺放路径,并保存成IGES格式,以获取路径数据信息。应用NURBS曲线拟合铺放路径,拟合结果表明,IGES格式不受芯模形状和边界条件的影响,减少了运算量。计算初次拟合后的铺放路径误差为δ(0.09、0.63、0.3 mm),进行节点细化后的误差减小到δ1(0.01、0.09、0.05 mm),从而提高了铺放头运动轨迹的精确度。应用铺放机器人系统对此路径规划算法进行仿真,得仿真偏差δ2(0.01、0.03、0.15 mm),偏差较小,符合铺放要求,表明所提出的方法可实现任意方向任意变角度的纤维曲线铺放,满足铺放工艺要求。

摘要：为实现缠绕后的指定张力分布,提出新的环向缠绕张力设计模型及其缠绕张力分析的数值模拟方法。基于离散叠加方法,给出环向剩余张力对内层张力的放松量,建立实现任意剩余张力的环向缠绕张力设计方法。通过有限元模型结合温度参数法,采用逐层位移耦合的计算策略模拟缠绕过程,由给定缠绕张力计算剩余张力。与现有文献的缠绕张力计算方法对比研究表明,现有连续分析模型给出的缠绕张力高于文中离散叠加方法;文中离散分析方法更符合实际,且适用于芯模和缠绕层不同材料的张力设计。该文数值模拟方法可用于多种材料的厚壁缠绕结构的端部以及筒身部分带缠绕角的螺旋缠绕张力分析,给出各种张力计算方法的适用范围。

摘要：将直线机构与折纸机构相结合,设计出一种新型空间可展机构,并对其进行运动分析。运用抽象思维将筝形纸板的四条边线抽象为构件,将相邻边线间的拐点抽象为转动副,提出一种二自由度筝形七杆机构,采用几何证明的方式,对机构执行构件实现直线运动的条件进行研究,结合运动支链为末端执行构件提供约束的本质,通过引入平行约束的方式,设计得到多种单自由度筝形直线机构。以筝形直线机构为基础构造可展单元,阐述模块化组成筝形直线可展机构的原理和过程。根据三浦折纸机构的运动几何特性和面对称性,在运动学分析的基础上,提出一种通过改变对称面上共线等距点的间距来实现机构折展的驱动方式,经由筝形直线可展机构予以实现后,建立整体空间可展机构的虚拟样机模型,研究机构的运动干涉问题及其影响因素,绘制折展率性能图谱,得到了该空间可展机构的折展率随着板厚h的减小和切除长度c的增大而增大的结论,为机构的结构设计和工程应用提供参考依据。