摘要：为兼顾阶梯型变幅杆的高放大系数以及曲线过渡变幅杆突变截面处的高疲劳强度,提出了一种最速曲线过渡段的复合变幅杆,并对装配有该变幅杆的超声刀声学系统进行一系列实验。首先,基于等效电路法,设计了夹心式压电换能器和最速曲线型变幅杆的基本结构。在此基础上,结合超声刀的工作条件和材料特性,对换能器-变幅杆基本结构进行精确设计。然后,利用有限元法和实验法获取了换能器纵振频率以及频率响应曲线,证明了该文所设计换能器的有效性。最后,对所设计的换能器进行了一系列测试。结果表明:应用最速曲线的超声刀换能器谐振频率与输出端振幅与设计目标、仿真结果相吻合,连接负载后凝血,切割效果良好,满足设计需求。

摘要：针对变转速工况下,多级齿轮传动低速级齿轮故障信号易受背景噪声干扰,导致频谱特征模糊,微弱故障特征难以提取的问题,提出一种基于同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)与改进经验小波变换(Improved Empirical Wavelet Transform, IEWT)相结合的齿轮无转速计阶次跟踪方法。首先为提高无转速计阶次跟踪瞬时频率估计精度,设计连续小波变换-椭圆时变滤波器(Continue Wavelet Transform-Elliptic Time-Varying Filtering, CWT-ETVF)对齿轮振动信号滤波降噪,依据滤波所得单分量的SWT时频分布进行峰值搜索,以实现高精度的瞬时频率估计,然后对时变故障信号等角度重采样获得角域平稳信号。针对EWT方法频谱分割不合理的问题,提出一种依据频谱包络趋势进行边界划分的改进经验小波变换方法对角域平稳信号自适应分解。最后选择合适分量自相关去噪,并通过阶次解调分析识别故障特征。仿真及实测局部断齿数据分析表明,该方法可以准确提取变转速齿轮时变微弱故障特征。

摘要：为全液压转向系统设置双转向器可以解决大排量需求的问题,但此种布置会影响系统的动态响应特性,因此分析系统的可行性。根据某自卸车全液压转向系统的结构特点,对单转向器系统的关键参数进行分析和设计,获取各参数的数值;根据车辆转向参数的需求,对转向系统的压力损失和温升进行校核,以验证系统可否满足需求;根据前述分析,采用AMESim搭建分析模型,通过转角输入验证模型准确性,并验证负载、输入变化对系统特性的影响;基于转向系统试验台,通过输出特性分析,对前述设计和分析模型进行验证。结果可知:双转向器系统压力损失满足要求,最高温升控制在56.8℃,控制在系统要求的范围内;影响双转向器系统输出特性和油液流量的因素主要是方向盘转速和系统负载,其他因素基本无影响,仅对系统的响应时间产生影响;试验测试平台获取的角速度阶跃输入下的,转向器输出口压力、流量放大器输出口流量与仿真分析结果误差控制在5%以内,表明分析模型和结果的可靠性,为此类分析设计提供参考。

摘要：为了提高机床控制精度,设计一种可以精确预测面向切削力修正的主轴回转精度分析方法。为验证回转精度预测准确性,建立一套不需要通过标准球实现的主轴回转精度分析系统,可以针对具体切削工况开展主轴回转精度测试。研究结果表明:随着进给速率和切削深度改变,形成了具有规律性的同步误差,切深受到同步误差因素的影响程度最大,而进给速度次之。受切削载荷影响,主轴回转精度显著改变,同步误差和切削载荷具有正相关关系。在变进给及变切宽条件下,测试结果与仿真结果相近,最大误差为0.2μm。设定切宽12 mm与进给速度1200 mm/min时,分离得到的圆度误差与100 r/min空转时圆度误差相比相吻合。

摘要：针对机械原理实验教学存在的问题,如学生过多依赖教师、探求知识不主动、课堂积极性不高以及教师过度参与等,在对分课堂基础上,以工程教育理念为指导,提出融合讲授、讨论及实践的实验教学模式,着力培养学生利用知识解决工程问题的思维,提升学生的动手能力、设计能力和创新能力,改善实验课上学生虚假学习、游离学习的情况。

摘要：针对机械设计基础课程思政长效开展的问题,提出行业引领、延伸课堂、突出实践的思政新范式建设思路。探索教材、课堂、课下环节思政新范式建设内容,并通过具体的课程思政的教学方式、手段以及方法,使课程思政真正的得以实施,达到长效育人、全过程育人的效果。

摘要：以纵扭复合超声振动铣削切削刃的运动学分析为基础,计算出铣削过程中的切屑横断面积及刀具与工件之间相对滑移速度,建立了摩擦力模型和切屑变形力模型,进而构建了纵扭复合超声振动铣削力数学模型。自行研制了纵扭复合超声振动声学系统,搭建了纵扭复合超声振动铣削平台,采用单因素实验法进行了实验研究,实验结果表明铣削力数学模型仿真值与实测值吻合度较好,验证了模型的正确性。

摘要：为了实现结构紧凑、低电压驱动、大推力输出以及高精密定位等性能目标,该研究提出了一种贴片式复合模态型直线超声电机。该电机的定子结构采用贴片式压电陶瓷作为激励单元,通过同时激发定子的B 12和B 2两种弯曲振动模态,实现了两个驱动足处的交替椭圆轨迹运动,借此利用摩擦力驱动动子进行直线运动。首先,应用有限元仿真软件COMSOL对定子的模态和频率响应进行了仿真分析。仿真结果表明,定子上两驱动足处能够实现预期的椭圆运动轨迹。随后,加工了电机的定子并进行了导纳测试,验证了有限元仿真的正确性。最后,制作了超声电机的原理样机,并通过一系列试验评估了其输出性能。试验结果表明:在100 Vpp电压和66.58 kHz频率条件下,电机的最大空载速度和最大推力分别达到了82.9 mm/s和0.52 N;在1.2 N的预压力作用下,电机的启动电压死区为12 Vpp;在周期为20的正弦波电压信号下,电机实现了2.1μm的步进位移。该研究为贴片式复合模态型直线超声电机的设计和应用提供了重要的理论与试验依据。

摘要：目的为了回收工程车辆在行驶过程中由于路面不平度引起的车身振动能量,同时解决馈能悬架系统的动力学性能和馈能性能不协调问题,方法首先,提出一种直线电机与减振器并联的馈能悬架系统结构,通过建立馈能悬架系统的二自由度动力学模型,利用天棚控制提高车辆的平顺性;其次,以悬架减振器阻尼作为优化设计变量,结合直线电机式馈能悬架的馈能性能、平顺性和安全性建立优化目标函数,采用遗传算法控制策略对馈能悬架的馈能性能进行优化,以获得全局最优解,解决馈能悬架的平顺性和馈能性能的协调问题;最后,通过MATLAB/Simulink对馈能悬架系统性能进行仿真。结果仿真结果表明:与被动悬架相比,天棚控制下的馈能悬架车身加速度、轮胎动载荷、悬架动行程均方根值分别减小25.40%,17.76%和32.58%;利用遗传算法对馈能悬架的动力性能和馈能协调性能优化,优化后馈能悬架的动力学性能相比优化前有一定恶化,但与被动悬架的动力学性能相比提高显著,而蓄电池平均回收能量提高了15.22%,馈能性能提高显著。结论本文提出的直线电机和减振器并联结构的馈能悬架系统装置能够回收工程车辆悬架系统的振动能量,采用遗传算法协调控制策略能够兼顾馈能悬架的动力学性能和馈能性能,并使馈能性能得到显著提高。

摘要：数控(CNC)锻冲床进给伺服系统控制性能受到机电系统力、热、磨损的共同影响,在加工过程中会产生动态误差。为全面分析数控锻冲床进给伺服系统动态误差变化,设计了一种精度三环控制系统,建立了传动机电耦合模型,并开展仿真分析。从进给伺服系统实际运行工况区间考虑,分析系统动态误差。研究结果表明:增大工况载荷后,形成了更大惯量比伺服系统,系统获得了更大的超调量,引起响应时间增加。进给伺服系统产生了5.5mm位置偏差,在惯量比4.15下获得了最优定位精度。相比较PID控制,采用PSO-PID方法处理时可以降低误差,获得了最明显的效果。该研究有助于提高数控锻冲床进给伺服系统位置控制精度,为后续的加工质量优化奠定一定的理论基础。