摘要：航空结构件、涡轮叶片等具有空间自由曲面特征的复杂零件是国防、航空航天、能源等领域装备的核心零件,通常具有材料去除率大、尺寸精度和表面质量要求高的特点。传统的串联式五轴加工中心在加工此类零件过程中会面临刀具过极点自动回转和驱动轴动态响应速率不匹配两个问题。针对上述问题,从加工装备构型角度出发,充分利用并联机器人在结构紧凑性、刚度、运动灵活性、动态响应速率等方面的优势,开发了兼具姿态耦合运动和驱动轴动态响应速率匹配特点的轻量化五轴全并联加工机器人,并开展了其优化设计、运动控制、精度保证等关键技术研究,实现了复杂曲面零件的高效高质量加工,最后在航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司进行应用验证。

摘要：扫描干涉场曝光(SBIL)系统中曝光效果与工件台的运动性能密切相关。为了制作纳米精度的大面积平面光栅,工件台采用了粗微叠层结构设计,其中微动台是实现工件台运动精度的关键。基于SBIL原理,推导了干涉条纹周期测量精度与曝光对比度的关系。针对移动分光镜测量干涉条纹周期的方法,结合周期测量精度需求,分析了微动台定位精度指标,提出了实现微动台x、y、θz三个自由度定位精度的控制器设计方法,并在微动台系统上进行了实验验证。结果表明,微动台x方向定位精度可达±1.51nm,y方向定位精度可达±5.46nm,θz定位精度可达±0.02μrad,可以满足SBIL的需求和干涉条纹周期测量的精度要求。

摘要：为解决仿真资源重用度低和仿真执行效率低等问题,设计并实现了一个面向模型重用的仿真云服务平台(SCSP)。针对仿真流程中的需求分析,采用分层的B/S架构,包括界面层、应用层、支撑层、平台层和数据层。以仿真模型重用为目标,实现了仿真的文件解析、模型管理、实验设计等功能;基于SaaS的云服务架构,实现了仿真远程运行和监控,并支持多种商业仿真软件和基于程序语言开发的仿真模型。最后,通过孔板模型的仿真实例,展示了平台对仿真的支持效果。

摘要：机床设计过程中整机性能仿真分析,要求缩短时间,同时保证一定精度,针对这一需求提出了一种整机模型简化方法。该方法以整机为研究对象,通过分析机床部件是否处于机床整机闭合力学系统等准则,确定了不同部件的简化必要性和策略,形成了一套完整高效的整机性能分析简化方法。以某轧辊磨床为例,对简化流程的各步骤进行了仿真,提出了"简化有效性指数"(index of simplification effect,ISE)对上述不同阶段的简化有效性进行评价。最终该机床单次仿真时间缩短95.6%,静态与动态特性仿真结果与实验对比误差均小于5.5%。最后基于目前机床企业常用的Pro/E软件所提供的VBAPI二次开发工具,开发了机床整机性能分析模型简化工具,实现了自动化辅助简化,节约了设计人员进行模型简化的时间,对缩短机床设计周期具有一定实用意义。

摘要：机床振动是制约机床加工精度及效率的核心因素,文章基于EAKI策略在多台机床上开展振动试验研究。针对强迫振动及自激振动信号辨识问题,首先提出EAKI振动信号辨识策略;为有效构建振动信号备案知识库,提出信号特征分量提取算法;最后在国内外多台数控机床上进行了全转速状态下的振动试验研究。试验结果有效地验证了EAKI策略的可行性与实用性,同时为机床性能评估及设计完善提供了良好借鉴。

摘要：针对机械零部件故障知识表述困难,故障信息在不同设计人员间利用、分享和重用效率低等问题,基于本体建模技术构建了故障知识库,设计开发了一个机械零部件故障管理支持系统(FKMS)。通过机械零部件生命周期中不同角色对故障知识的需求分析,建立了系统的功能结构模型,确定了故障知识的内容。利用本体建模技术构建了故障知识本体模型与实体关系网络,保证了故障知识库结构的完备性。基于垂直模式建立了知识模型到数据库的映射,实现了知识的高效存储与模型的可拓展。通过故障知识模型建立了故障原因关系网络,实现了故障原因推理与置信度计算,解决了故障原因分析不全面的问题。基于Django-Web模块进行了系统开发,并以直升机自由轮斜撑块涂层剥落故障为例验证了系统的知识管理和故障分析功能,实现了对故障信息的分析与动态管理支持。

摘要：为了评估当前航空航天典型紧固件的装配工艺,对航空航天极端工况常用的高温合金紧固件Inconel 718材质螺栓及A286镀银自锁螺母进行扭拉关系试验研究,设计了垫片及配套工装,测试分析了新旧垫片和有无润滑在重复拧紧过程中对紧固件扭矩系数的影响。试验结果表明,随重复拧紧次数的增加,扭矩系数呈现出一定规律性变化,在有无润滑条件下表现出完全相反的变化趋势;相同拧紧次数有润滑扭矩系数与无润滑相比明显较小,且随拧紧次数的增加,扭矩系数差值逐渐拉大;使用旧垫片时扭矩系数值相较新垫片略有增加。研究发现Inconel 718螺栓与A286收口螺母的配合在不同装配条件下存在显著差异,文中精确评估了各种工况对其扭矩系数的影响作用,所得结果可为该螺栓组合件装配工艺的改进提供参考依据。

摘要：为了实现机床立柱结构的轻量化设计,对立柱进行拓扑优化研究,根据拓扑优化的材料分布结果设计了立柱的基本外形。根据立柱的外形特点,对比了5种不同类型筋板形式的单元结构,发现W形式的筋板结构材料消耗较少同时综合力学性能较优。选择W形式的筋板对立柱的外形结构进行布局及尺寸优化,得到了最终的立柱结构形式。对新的立柱结构进行有限元分析,结果表明,新设计立柱结构的质量减轻了8.3%,并且其静、动力学性能得到了不同程度的改善,实现了立柱结构的轻量化设计。

摘要：为了更好地采用水导激光加工碳纤维复合材料,基于响应面法设计实验,研究了工艺参数对切割质量指标的影响规律和切割质量对工艺参数的敏感性,并以热影响区、锥度、有效切割速度为目标进行了优化。结果表明:激光峰值功率对热影响区和锥度的影响显著,而切割速度和切割次数对有效切割速度的影响显著;当在切割速度2.35 mm/s、激光峰值功率324.45 W、切割次数6次时,水导激光切割碳纤维复合材料表面质量较好。

摘要：为了使压力机具有更好的性能,需要对主传动机构进行尺寸优化设计。构建了一套完整的六连杆传动机构综合优化设计模型,首先建立了运动学与动力学模型,针对机构的运动稳定性、传力性能、位置精度及增力特性4方面进行分析,以滑块速度波动、压力角、侧向力和机构的机械增益为优化性能指标,通过统一量纲和线性加权的方式构造出反映综合性能的多目标优化函数,引入几何、位置以及行程约束,并添加压力机的工作空间和杆件不干涉等约束条件,采用遗传算法完成了多目标优化设计。结果显示:优化后的传动机构在工作阶段的速度波动降低了20.71%,最大侧向力降低了9.34%,最大压力角降低了9.16%,最大机械增益降低了5.52%,有效地提升了压力机的综合锻压性能。