摘要：基于选择性激光熔化技术,研究了不同扫描路径对Ti6Al4V成形试样的表面粗糙度、残余应力、翘曲变形的影响。结果表明:无论是长边扫描还是短边扫描,上表面的粗糙度值要明显小于侧表面的粗糙度值,和扫描方向相平行的侧表面的粗糙度值要小于和扫描方向相垂直的侧表面的粗糙度值。采取短边扫描的成形件和基板之间的残余应力值更小,且成形件和基板的最大翘曲变形相较于长边扫描减小了约35%。在SLM成形前,采取对基板进行适当预热的方式可以减小成形过程中成形件和基板之间的温度梯度,从而达到减小残余应力的目的。采取短边扫描且基板预热温度为300℃的成形件达到了99.4%的近全致密,采取短边扫描的成形件的致密度要高于采取长边扫描的成形件的致密度。实验结果表明,采取短边扫描的SLM成形件的成形质量更好。

摘要：为研究构件铰接处间隙对3-CPaRR并联机构的影响,本文采用正态分布统计模型建立了含间隙关节径向、轴向及支链运动模型;基于Flores接触力、Coulomb摩擦力模型和非完整系统的Lagrange方程对3-CPaRR机构开展了含间隙动力学建模;对模型求解,分析了不同间隙值对3-CPaRR机构的影响,并基于ADAMS软件的虚拟样机仿真结果对比分析了关节间隙运动学模型建立的合理性。针对常规滑模变结构控制的抖振与无法准确抑制时变扰动问题,设计该机构自适应滑模运动控制器,通过Lyapunov函数分析其稳定性,该控制器省去了对不确定项上界的估计,且可对该系统状态进行实时补偿,对比仿真计算结果显示该控制方法收敛速度快且控制精度高,提高了系统的鲁棒性。本文研究为含关节间隙的多体系统提供了研究方法,同时也为该并联机构实时控制系统的研究提供了理论基础。

摘要：针对并联机构内部耦合性带来运动学和动力学分析困难的问题,基于GF集理论提出一种简单而有效的三移动两转动(3T2R)完全解耦构型综合方法。首先,阐述GF集并联机器人构型理论;其次,根据GF集的求和运算和转动轴线迁移定理,给出了机构输入运动副选择原则以及解耦支链设计准则;按照完全解耦并联机构设计步骤,列举出了3T2R并联机构各解耦分支运动链,综合出了含有单、双驱动支链的3T2R五自由度完全解耦并联机构,得到了大量新构型;通过所综合出的一种新型并联机构,运用约束螺旋法对机构的自由度数目和运动特性进行分析,根据机构输入与输出参数间关系式,求解得到机构雅可比矩阵,验证了机构的解耦特性,进一步证明了该构型方法的有效性。研究对解耦并联机构的构型设计具有理论指导意义。

摘要：目的通过Matlab编程建立色彩调和系统,自动生成遵循孟塞尔调和理论的搭配色,从而实现对色彩的精确表述与设计。方法对包装领域的色彩设计策略进行探讨,着重研究系统的相关关键技术及实现方法。对色彩设计过程进行建模,建立色彩调和系统,通过Matlab编程,实现自动生成符合孟塞尔调和理论的搭配色。结果系统可根据用户的要求,提供十色相、十二色相、十六色相和二十四色相等4种精度,垂直调和、内面调和、圆周调和、同色斜内面调和、互补斜内面调和、斜横内面调和、螺旋调和等7种调和模式的色彩搭配方案,使得设计的色彩符合人们对色彩设计的期望。结论系统能帮助用户快速完成色彩的设计,具有较好的使用价值。

摘要：刀具磨损是车削加工淬硬钢等硬质材料过程中一直存在的一个难题,因而对刀具磨损和刀具寿命的进行定量预测具有重要的意义。建立了车削加工过程刀具磨损预测模型,并对该模型进行仿真分析和实验验证。以前的相关研究在分析刀具磨损的大小和位置时,大都是基于磨粒磨损、缺陷扩散或黏着磨损等机理建立单一的数学模型,预测结果会有较大的偏差。为了克服此缺陷,综合考虑磨粒磨损、缺陷扩散及黏着磨损等三种刀具磨损机理的影响,采用了一种新的刀具磨损预测耦合模型。然后将建立的磨损模型导入到有限元分析软件Deform-3D中,并对车削淬硬钢的加工过程进行模拟,分析中刀具的磨损规律;最后选用CBN刀具车削AISI 1045号淬硬钢进行实验研究,验证和评估预测模型的可靠性。结果表明,实验与仿真分析的结果具有很好的一致性,预测模型是可靠和有价值的。

摘要：为提高平板折展机构(LEMs)的灵活性,提出一种一移两转三自由度平板折展柔性铰链.综合考虑各柔性片段的变形特点,设计一移两转平板折展柔性铰链的外形结构;利用等效弹簧模型推导该铰链沿x轴、y轴方向的转动等效刚度及沿x轴方向的移动等效刚度的理论计算模型,并通过设计实例的理论计算结果和仿真分析结果对比,验证刚度计算模型的正确性;探讨各结构参数对3种等效刚度的影响灵敏度;以提高铰链的转动性能和移动性能为目标,构建一移两转平板折展柔性铰链的多目标加权优化模型,并利用基于罚函数的粒子群算法对各结构参数进行优化.结果表明:优化后的一移两转平板折展柔性铰链的各项性能都有较大提升,优化模型具备可行性.

摘要：对数学模型未知的凸轮轮廓测量,通常采用均匀分度测量法,测量时间较长、精度差、数据量大,为后期数据分析带来不便。凸轮曲线为规律曲线,有着严格的数学模型,没有必要对轮廓上全部点位进行测量。基于以上原因,为了提高凸轮轮廓曲线的检测速度和精度,较好的反应凸轮轮廓信息,提出了基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)的凸轮轮廓自适应测量方法。测点分布及数量由凸轮轮廓本身物理特性决定,测点数量明显降低,测量结果可反映轮廓光顺度,测量过程成闭环形式,自动计算探测矢量。实际测量结果表明,自适应测量法操作简便,效率高,精度可控,具有较高的应用推广价值。

摘要：变螺距静态螺旋混合器可作为一种新型高性能气液传质脱硫装置,为优化其结构参数,利用欧拉-拉格朗日方法,在BarracudaTM软件中建立了气液两相流动模型,并根据上述模型及二氧化硫吸收速率方程,分别模拟了静态螺旋混合器在不同变螺距系数m、长径比l/d、流道截面回转角φ下SO2出口浓度和脱硫率的变化规律。结果表明:在反应物充足的情况下,脱硫率随m的增大而降低,并于m≥0. 5时趋于稳定;脱硫率随l/d的增大而提高,并于l/d=11~13时趋于稳定,l/d=14时又出现上升;脱硫率随φ的增大而提高,并于φ≥720°趋于稳定。根据上述规律,结合压降等指标,给出了各结构参数的建议值:m=0. 45,l/d=11,φ=630°,并在建议结构参数下进行了脱硫试验,SO2出口浓度为19. 56 mg. m-3,脱硫率达99. 35%,达到超净排放标准。为今后工业规模静态螺旋混合脱硫装置的设计与制造提供了依据。

摘要：针对目前软体夹持器缺乏螺旋缠绕变形的理论研究及传统多指软体夹持器夹持力不足的问题,开展了针对纤维增强结构的仿生软体夹持器螺旋缠绕变形特性的研究,提出了一种新的封闭式抓取方式。首先,设计了仿生软体夹持器,该夹持器由软体夹持装置、软体夹持套、紧固套及连接装置组成。其次,基于Mooney-Rivlin模型建立了驱动压强与驱动器螺旋缠绕变形后端面扭转角度的非线性数学模型,并对夹持器封闭式抓取的末端闭合特性进行了分析。然后,开展了单元驱动器螺旋缠绕变形的仿真及实验,结果证明了理论模型的正确性。最后,进行了仿生软体夹持器封闭式抓取实验。结果表明:封闭式仿生软体夹持器具有较大的负载能力及良好的目标适应性。

摘要：基于内聚力模型建立了全尺寸天然气管道的动态断裂有限元模型。利用该模型对X80管线钢的动态裂纹扩展进行了模拟,预测的裂纹扩展速度与管道内压的定量关系与已有实验得出的半经验公式吻合较好。利用此模型可以对管道爆破试验中难以测定的关键参数(比如裂纹尖端张开角的变化规律,裂纹尖端的应力应变场等)进行定量研究,揭示全尺寸管道动态断裂的机理,为实验提供必要的补充。最后对管道的止裂设计进行了一些探讨。