摘要：针对箱型钢的结构特征和焊接过程特点,设计了一款5自由度的轨道式焊接机器人,用于箱型钢结构安装现场的自动化焊接.采用D-H法,建立了机器人运动学模型,并通过特定的代数方法进行了逆运动学求解,推导出了焊枪末端的空间位姿参数与焊接机器人各关节变量的解析关系模型.在此基础上,采用连续路径运动的轨迹规划法,在给定焊枪末端轨迹时,对各关节的运动情况进行了MATLAB仿真研究.结果表明,导出的逆运动学求解模型可用于箱型钢结构焊接机器人的连续运动轨迹和姿态规划和控制,为实施机器人的运动控制奠定了基础.

摘要：针对箱型钢结构施工安装现场的环缝焊接问题,设计了一种直-弧组合轨道式焊接机器人系统。对该系统进行了基于标准D-H模型和Craig修正模型的运动学对比分析,总结了各模型的运动学建模和求解过程的区别及适用性。针对箱型钢结构环缝焊接的焊枪运动轨迹规划,提出综合轨迹规划法(CTPM)。该方法使机器人以最少的自由度在箱型钢结构环缝焊接时实现焊枪任意空间位姿调整功能,使得针对箱型钢结构直角焊接的轨迹规划更加简便高效。计算和仿真结果表明:所设计的机器人系统能够满足箱型钢结构环缝焊接的功能要求,综合轨迹规划法能够实现在箱型钢结构环缝焊接时对焊枪空间位姿的有效调整。

摘要：喷淋板通常用在化学气相沉积等真空腔室中,其流体动力学特性是决定真空腔室性能的关键因素之一。本文利用自主开发二维直接模拟Monte Carlo模拟程序对单个不同形状喷淋孔结构中性气体流场进行了数值仿真研究;讨论了七种不同单个喷淋孔结构的速度场、压力场和温度场分布情况。中性参考气体为氩气,固定入口压力200 Pa、温度300 K。结果表明,喷淋孔入口或出口形状影响腔室的工艺性能;而将喷淋孔入口和出口均设计成锥形,则腔室内流场分布较为理想。研究成果为喷淋板设计提供直接参考,同时对化工、热处理、光伏电池制造等领域中腔室部件的研发具有重要意义。

摘要：可变体头锥结构是改善空天飞行器气动性能的一种有效途径。为了实现空天飞行器对复杂环境的自适应性,本文基于伞式导杆机构设计了空天飞行器变体头锥结构,探讨了变体头锥的运动特性和运动平稳性。仿真分析了不同驱动方式下头锥变体过程中的运动学特性,得到了影响变体头锥工作性能和系统稳定性的主要因素。分析结果表明,所设计的变体头锥结构伸长量为1 499.6mm,偏转量为500.7mm,满足设计要求;与采用匀速运动模式相比,采用正弦运动规律驱动模式,基于伞式导杆机构的变体头锥具有较好的运动特性和运动平稳性。

摘要：力学训练可促进心肌细胞的连接和排列,是体外构建功能性心肌组织必不可少的手段。针对目前体外力学训练方法单一的现状,模拟正常心肌组织的受力状态设计制造了体外二维力学训练机构,并对采用铸型法构建的组织工程心肌片层进行周期性二维拉伸训练;采用有限元方法对训练过程中心肌片层的变形和受力状态进行模拟,并与组织学和细胞形态检测结果进行对比;通过试验结果及理论计算,证明二维力学训练对细胞连接和排列的促进作用,研究影响细胞生长的力学因素。结果表明,体外周期性二维力学训练可以促进心肌片层中细胞间的相互连接和定向排布,拉伸过程中的应力方向与大小直接影响片层中细胞的排列特征,外力达到一定值后能明显促进心肌细胞的定向排列,且细胞排列的方向与应力方向一致。

摘要：在移相控制全桥功率变换器的软开关谐振过程解耦分析基础上,针对电源启动和焊接电弧负载频繁剧烈的动态变化过程,提出了一种"1-2-1"的余弦模式PWM控制波形.根据数字信号处理(DSP)的数字化脉冲宽度调制(PWM)生成原理,设计实现了基于"1-2-1"余弦模式的移相PWM控制波形,并进行了控制效果的试验验证.结果表明,采用此模式对全桥功率变换器进行移相PWM控制,不仅可以满足电源输出特性对PWM控制有效占空比的要求,而且可以保证超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络的软开关谐振过程的动态稳定性,保持功率器件在电源启动和负载动态变化过程中的软开关状态.

摘要：重载圆筒式橡皮囊压机是我国航空制造业亟需的重要装备之一,但高成形压力、大吨位橡皮囊压机却主要依赖于进口,因此,实现高成形压力、大吨位橡皮囊压机国产化已成当务之急。针对高成形压力圆筒式橡皮囊压机的主要受力部件筒形机架的结构设计问题,选择筒形机架结构材料和理论计算建立了筒形结构设计模型,分析并优化了筒形机架的尺寸参数。通过对比分析,采用30Cr2Ni4Mo V代替35Cr Mo高强钢,确定了机架结构的尺寸参数,给出了35Cr Mo与30Cr2Ni4Mo V两种材料的适用条件;采用ABAQUS 6.10有限元分析软件对压机结构进行了强度分析。

摘要：在铸造工艺大家庭中,熔模铸造独树一帜,该工艺历史传承悠久,早在五六千年前就被人类所采用。古人应用该工艺成形复杂的金属铸件,铸成了一批传世的艺术精品。在现代工业发展中,熔模铸造不断进步,成为适用合金种类广、成形精度高、表面质量好、批量灵活的铸造工艺,特别是随着航空工业对铸件要求越来越高,面对以航空发动机为代表的高端装备中核心铸件的需求,熔模铸造展现出了强大的生命力,成为航空制造中的核心技术之一。本专题共邀请相关专家和专业技术人员撰写了5篇论文。其中2篇反映熔模铸造在高附加值产品中的应用。1篇介绍光固化增材制造技术与熔模铸造的结合。另有2篇分别介绍熔模铸造的数字化智能化问题和发挥熔模铸造优势,进行产品结构和工艺优化的实践。

摘要：针对机械结构力学性能的要求、优化设计的要求,采用一种联合应用了拓扑优化与正交试验设计的设计方法,该方法中拓扑优化的目的是经拓扑优化而得到材料分布的理想结构,从而避免经验设计,同时因拓扑优化的结构复杂、曲面难于加工,拓扑优化后必须进行以拓扑优化结果为基础的,并考虑了加工工艺的初始结构设计,因此该方法中采用正交试验法对考虑了可加工性和经济性而对拓扑结构进行调整的结构进行参数化和优化,并在求解最优解的同时科学、有效的减少了计算量,从而形成最终的结构设计。结构设计中具有类似设计要求的设计,可以借鉴该方法或参照该方法得以解决。

摘要：探讨了某大型矿车车架有限元建模方法研究。以某矿用电动轮自卸车车架为研究对象,基于车架实体几何模型,给出了车架结构的精细化有限元模型。设计了两种车架焊缝结构有限元建模方案,在正常匀速行驶边界条件下,分别对各方案模型进行数值计算分析。通过对应力分布的对比,分析了焊缝模型因素对数值计算结果的影响,进而验证了车架精细化模型的准确性。该车架有限元建模方法适用于各种大型结构件的建模研究,它能定量分析车架的强度和刚度性能,并进行初步的设计。