摘要：针对传统电火花加工时,主轴不能及时调整极间间隙导致加工效率低下的问题,提出了一种多自由度磁悬浮驱动器代替传统电火花主轴运动。分析了该磁悬浮驱动器的结构及原理并建立了磁悬浮驱动器的动力学模型,运用有限元仿真软件对该驱动器所产生的电磁力进行仿真分析,通过设计传统PID控制系统及模糊PID控制系统对磁悬浮驱动器的控制效果进行仿真与实验验证。结果表明,该磁悬浮驱动器具有较好的跟随特性和快速的响应速度及符合要求的电磁力,满足微细电火花加工要求。

摘要：为了使汽车前纵梁在正面碰撞过程中吸收更多的能量,进而达到提高汽车被动安全性能的目的,将折纸工程中的反转螺旋型薄壁结构引入汽车前纵梁的结构设计,利用数值模拟与优化设计相结合的方法,研究和开发一种新型高效吸能结构。为此,根据反转螺旋型薄壁结构的不同形状参数建立相应的有限元模型,利用非线性有限元软件LS-DYNA软件进行碰撞仿真,并以反转螺旋型薄壁结构的截面形状参数、旋角及分段数作为设计变量,以吸能量的最大化为目标函数,利用响应曲面法进行优化计算。得到的最优结构在碰撞过程中,压溃皱纹依次出现在反转螺旋型薄壁结构的折痕处,有效地避免了细长薄壁结构的失稳倒伏现象,是一种吸能效率较高的变形模式。同时,吸能过程平稳,在整个碰撞过程中都保持了良好的吸能特性,与传统的矩形断面结构相比吸能量有了显著的提高。

摘要：针对电磁悬浮功耗高以及永磁悬浮难控制的问题,提出一种基于零功率控制的混合磁悬浮系统。首先介绍了混合磁悬浮平台的结构与原理,其次建立混合电磁铁的动力学方程,最后采用电流积分反馈方式设计基于PD的零功率控制器并进行仿真分析。仿真结果表明:在中心加载,达到零功率悬浮状态时各磁极气隙相等;但施加偏载后,各磁极气隙出现差异,平台出现倾斜,在零功率控制器作用下系统稳态电流均能趋于零。

摘要：为了能够有效地提高数控铣床整机的静动态特性,以XK719数控铣床整机结构为研究对象,利用有限元分析方法对整机进行了建模、分析与优化。首先,对数控铣床的整机结构进行了谐响应分析,分析结果表明:该型号数控铣床的第1阶、第2阶固有频率分别为38和48 Hz,低阶频率偏低。其次,对整机各主要零部件的壁厚进行了灵敏度分析,找出对结构质量和第1、2阶固有频率影响较大的关键尺寸。然后,以质量和第1阶、第2阶固有频率为目标函数,以关键尺寸作为相应的设计变量进行尺寸优化。结果表明:在整机的质量基本不变的情况下,达到第1阶固有频率提高了11%,第2阶固有频率提高了12%的优化结果。该设计方法能够为整机的快速设计提供参考。

摘要：为了改善机床动静态特性,以XK719数控铣床为研究对象,采用Hypermesh软件建立数控铣床的有限元模型。在对铣床进行谐响应分析的基础上,得出机床1、2阶固有频率偏低的结论。运用灵敏度分析来寻找关键尺寸,并以关键尺寸为设计变量,以机床的质量和1、2阶固有频率为响应进行尺寸优化。最终,在铣床质量变化不大的情况下,使铣床的1阶固有频率提高了15.8%,2阶固有频率提高了11.3%。结果表明:该设计方法可以为机床零、部件的设计提供借鉴。

摘要：反转螺旋薄壁管件是一种新开发的高效吸能的异型零件,由于形状比较特殊,加工过程中的厚度分布不均和过度减薄问题一直没有得到很好的解决。通过建立有限元分析模型,对管件液压成形的过程利用有限元分析软件LS-DYNA进行了模拟。利用响应曲面法进行优化得到液压胀形的最佳工艺参数,优化后的薄壁管件厚度分布更加均匀,减薄率在优化后降低了10.258%。最后通过比较优化前后的薄壁管件厚度和减薄率分布情况对优化结果进行了讨论和分析。

摘要：针对无级变速器传统夹紧力控制进行优化,提出基于滑模极值搜索的控制策略。建立具有非线性、离散性的滑移率数学模型,并证明无级变速器传动效率和金属带滑移率在一定速比下存在的特殊关系,设计滑模极值搜索控制器。利用该控制器对滑移率最优区域进行监控搜索。通过振荡过滤干扰信号的方式,收敛获取到最优滑移率。其中,以系统失稳的临界值为约束目标,通过主动轮转矩较强的抗干扰能力,显示出该控制系统具有良好的鲁棒性。为验证夹紧力控制策略的有效性及可行性,建立仿真平台及实车试验平台。仿真及实车验证结果表明:滑模极值搜索控制与传统夹紧力控制相比较,传动效率提高7.98%~9.98%,燃油效率提高1.15%,ECE+EDUC工况下系统油耗降低约5.54%。滑模极值搜索控制算法的提出,为满足整车提高燃油经济需求的可靠性、稳定性及优化空间提出了一种新方法。

摘要：针对下肢康复机器人训练任务规划和主动康复控制问题,提出了一种能够根据受损患肢病况进行步态轨迹规划的策略,并设计了可实现主动康复训练的控制算法。步态轨迹规划能够根据不同患肢按需自适应调整训练任务轨迹与正常步态轨迹的偏离程度,阻抗控制可以提高训练中受损患肢的主动参与力,自适应滑膜控制可以消除机器人结构模型的参数不确定性和训练过程中因肌肉痉挛等造成的外力干扰,并且对系统的非线性有一定的鲁棒作用。实验结果表明,该方法能够有效地解决不同受损患肢步态康复训练的自适应任务规划和主动康复训练过程中的柔顺运动控制,任务轨迹跟踪精度较高。

摘要：通过分析汽车同步带传动噪声产生机理,指出啮合冲击噪声和横向振动噪声是汽车同步带传动噪声的主要声源。基于声阵列测量原理为ZA型汽车同步带设计了传动噪声试验装置。通过不同转速的噪声试验得到了噪声声压分布云图和传动噪声频域特性曲线,验证了汽车同步带噪声产生机理和声源位置。试验结果表明,声阵列技术用于汽车同步带传动噪声源识别准确、可靠,本研究为汽车同步带传动的噪声控制提供了理论依据。

摘要：提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化,以满足低功耗传感器的自供能需求。通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能,设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构;结合气缸的正常工作状态,分析了压电阵列的工作原理并进行了相应的实验。理论分析显示:盘型压电阵列具有较高的电荷量与良好的电容性,适合对具有交变载荷的高压气体能量进行收集。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63mm、行程为150mm的气缸制作了实验样机,利用气动组件模拟气体环境搭建了测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。结果表明:在交变的气动高压激励下,阵列式盘型压电俘能器可较好地收集交变高压气体载荷能量,其最佳匹配电阻为600kΩ,最大的瞬时功率为1 052μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。