摘要：机械加工过程中刀具的切削颤振是影响加工质量和加工精度的关键因素。为了提高孔的加工质量,设计出一种新型抗振镗杆——约束阻尼型镗杆,该镗杆由镗刀头、基体层、阻尼层和约束层组成。针对约束阻尼型减振镗杆,首先从切削稳定性角度分析,增大镗杆的固有频率、静刚度及阻尼比,能有效提高镗杆的减振性能;其次利用ANSYS有限元分析软件得到各材料层厚度参数对镗杆减振性能的影响因子大小;随后对各参数进行优化分析获得优化的减振镗杆,优化减振镗杆的固有频率和阻尼比均大于普通镗杆,且相同激励下减小振幅可达34%;最后通过实际切削实验检验所设计镗杆的抗振性能,在相同切削条件及刀具悬伸长径比(L/D=6)下,优化减振镗杆所得到的表面粗糙度值较普通镗杆降低50%以上,由此说明约束阻尼型减振镗杆具有更好的抗振性能。

摘要：针对一种新型的椭圆型柔性铰链可倾瓦轴承,在柔性铰链刚度建模的基础上,通过建立轴瓦油膜厚度模型及轴颈和轴瓦的平衡模型,采用有限差分法及牛顿迭代法,研究了柔性铰链可倾瓦轴承中柔性铰链的旋转刚度对轴承的动静态性能的影响规律。研究结果表明:柔性铰链旋转刚度越小,轴承越接近普通可倾瓦轴承,稳定性越好;并得出了适于柔性铰链可倾瓦轴承应用的柔性铰链旋转刚度参考范围,为这类轴承的应用设计提供了参考。

摘要：针对复杂型面零件加工精度要求提高以及在自由曲线跟随任务中实时精确计算轮廓误差难度较大等问题,提出一种基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法。在MATLAB/Simulink中利用非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)插补对椭圆轨迹和双纽线轨迹进行规划,将基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法与切线法、圆近似法、平均速度法和三点圆法的轮廓误差估算精度与执行时间等性能评价指标进行对比分析。仿真试验结果表明,基于弧长参数的自由曲线实时误差估计算法较现有常用的轮廓误差估计算法具有更好的轮廓误差估算精度,并且适用于大曲率自由曲线的情况。利用该方法可以更进一步设计出先进的交叉耦合控制(cross-coupled control, CCC)运动控制方案。

摘要：为提高混合冲压车间的生产效率、缩短交货期并减少生产成本,以最小化最大完工时间、换模次数、加工成本为优化目标,建立了混合冲压计划排程的多目标优化模型,采用基于非支配排序的遗传算法进行求解。设计了包含模具信息的染色体编码和解码方式,并利用线性加权法从Pareto解集中筛选出满意解。以某汽车生产企业冲压车间一个生产周期的生产任务为例,验证了所提方法的可行性与有效性。

摘要：为提高产品变型设计中知识推送的自动化程度、减少人力投入,提出一种新的知识推送方法。利用频繁序列模式挖掘技术分析知识的历史使用数据,识别设计任务所对应的频繁知识序列;在产品设计过程中,结合设计师的知识使用行为、频繁知识序列的支持度和当前任务知识序列与频繁知识序列的相似度实现知识的推送;根据所提出的知识推送方法开发了基于产品数据管理系统的知识推送构件,并在某防爆电机生产企业中得到应用。应用后的统计数据表明,该构件提高了产品设计效率。

摘要：为有效解决工农业生产中的多维振动问题,针对一种3-PRC机构的不足进行了优化设计,得到了一种3-PRRP4R机构。与传统的3-PRC机构相比,3-PRRP4R机构具有更好的运动学和力学性能。建立了3-PRRP4R机构的运动学模型,运用齐次坐标变换法对机构的运动学进行了分析,得到了机构的雅可比矩阵和工作空间,与3-PRC机构相比,3-PRRP4R机构的工作空间具有更好的对称性。在Adams软件中仿真验证了(4R)^机构比圆柱副C具有更好的力学性能。以3-PRRP4R机构为主体,通过在主动副处添加弹簧阻尼,构建了多维减振平台,基于虚功原理推导了系统的静力学平衡方程,引入了系统的等效刚度,得到了系统等效刚度在工作空间内的分布规律。该研究可为并联机构的优化设计、等效刚度分析、动力学分析和多维减振应用等提供参考。

摘要：为了实现稳定的坡面运动,设计了小腿采用液压缸的四足机器人.基于对角小跑步态,提出一种通过改变机器人前腿小腿腿长和保持后腿小腿腿长不变来实现坡面质心调整的方法.以机器人质心在斜面的投影点落在支撑对角线交点处为判据,对该质心调整方法进行了稳定性分析,得到姿态调整的确定值.对零冲击复合摆线足端轨迹规划方法进行了改进,以减少四足机器人坡面上的足地接触冲击.利用Adams和Matlab对四足机器人坡面trot步态运动进行了联合仿真.仿真结果表明所提出的质心调整方法和足端轨迹规划方法能够实现机器人在20°坡面上的稳定行走.

摘要：针对主动控制静压轴承转子运动的可控性和稳定性有待提高的问题,提出了一种在传统静压轴承的油腔内嵌入控制油腔的轴承结构,并采用主动单面薄膜节流器对其供油,充分利用轴承内部的二次节流,以此提高静压轴承的主动控制性能.基于雷诺润滑方程和流量守恒方程,采用有限差分法和欧拉迭代法建立了静压主轴的轴心运动计算模型,研究了不同轴承结构和进油压力下轴承的动态特性和控制特性.结果表明:当控制腔面积占比在30%,封油边宽度为5 mm时,静压轴承同时具有良好的动态特性和控制特性.通过合适的结构设计,嵌入控制油腔的轴承结构可以提高静压主轴轴心运动的可控性.

摘要：孔加工过程中镗杆的切削颤振影响着表面加工质量和加工精度,约束阻尼型镗杆可有效抑制这种切削振动,但其作用机理未被完全研究清楚,导致其抑制振动的效果一般。对约束阻尼型镗杆的结构优化、材料优选及减振性能进行了理论和实验研究。首先,根据Kelvin-Voigt粘弹性力学模型理论建立了镗杆的动力学模型,研究证实增大镗杆的静刚度和结构损耗因子能提高其减振性能从而提高孔加工质量;其次,基于建立的约束阻尼型镗杆静刚度和结构损耗因子理论公式,对其进行结构优化、材料优选。结果显示:存在一个最佳尺寸范围可减小镗杆在主要工作频域段上的振动,同时所选用的阻尼层应具有较小的弹性模量和较大的材料损耗因子,约束层材料应具有较大的弹性模量;最后,设计制造4种不同材料的约束阻尼型镗杆,通过模态实验获得静刚度、结构损耗因子,并与理论计算结果进行对比分析,同时研究切削过程中约束阻尼型镗杆的材料及切削参数对减振性能的影响。结果显示:约束阻尼型镗杆能有效减小径向振动以提高加工质量,不同材料的约束阻尼型镗杆在切削过程中径向振动差别较大,优化后的钢-PMMA-硬质合金镗杆在不同切深及转速下的径向振动加速度较小且更加稳定。

摘要：设计了一种基于压电薄膜驱动梁和柔性铰链结构的3维微定位平台,并且为了准确评估平台性能提出了一种理论建模分析方法.首先,根据力平衡条件下的欧拉-伯努利梁理论和压电本构方程,得到压电薄膜梁的输出模型;然后,根据柔度矩阵方法,推导得到微定位平台的整体柔度模型;最后,综合压电薄膜梁模型和平台柔度模型得到平台的整体输出模型.通过有限元仿真分析微定位平台的输出位移和转角,并与理论计算结果进行对比验证.结果显示,仅有1个驱动器作用时,输出位移和转角理论计算结果与有限元分析结果的相对误差分别为5.4%和5.5%;3个驱动器共同作用时,输出位移理论结果与有限元分析结果的相对误差为11.6%.