摘要：某法兰传动轴经镦粗、一次挤压、二次挤压、预锻、终锻等5道工序成形,经长期生产发现其中工序3的模具磨损失效快、换模频率高,严重影响了产品的生产效率。为解决该问题,尝试对工序3的模具结构进行改进,根据其结构特征设计了两种改进方案,并基于Deform-3D分别进行了建模与仿真。首先,对原工艺进行了数值分析,初步验证了Archard修正模型的可靠性;其次,对改进后方案中锻件成形的完整度以及金属流线变化进行了分析,判断锻件是否存在成形缺陷,并比较了改进前、后模具磨损的变化情况;最后,对模拟分析结果进行了试模验证。结果表明:试验结果与模拟结果一致性较好,建模分析准确,改进后方案能够实现锻件的成形,其中方案1的成形效果更好,在不影响工序4的模具寿命的前提下,工序3的模具平均寿命从3472件提高至6235件,很好地解决了企业的难题。

摘要：首先介绍了试验挖掘机机器人的电液比例系统及其控制系统的硬件结构,结合所采用的负载独立分配(LUDV)系统的特点给出了电液比例系统的数学模型,在此基础上,根据试验结果对电液比例模型进一步进行简化,得到了设计控制器所需的参考模型.然后以局部参数最优法为基础设计了自适应控制器,给出了自适应控制律.最后对铲斗轨迹跟踪控制进行了试验研究,通过试验结果对所设计的控制器与常规比例-积分-微分(PID)控制器跟踪设定直线的效果的比较分析,可知使用PID控制器所得到的跟踪误差大于110 mm,而使用所设计的控制器其跟踪误差可以控制在100 mm之内,精度有了一定的提高,并且铲斗运动速度从107 mm.s-1提高到135 mm.s-1,非直线度从4.8%降为3.8%,从而验证了所设计控制器的正确性和有效性.

摘要：针对大型水压机阀芯驱动系统中开启驱动力巨大和瞬变的特点,提出了一种适合该特点的双圆弧组合凸轮升程曲线设计方法.该方法通过寻找组合圆弧曲线使凸轮的压力角在阀芯开启力最大时具有较小的值,在全程范围内具有较快的开启速度.通过齐次坐标变换建立了凸轮轮廓的数学模型,利用等效曲柄滑块机构分析了其运动特性.将该方法应用于300MN模锻水压机阀芯驱动系统中的凸轮设计,运动学分析表明该凸轮在两段圆弧的衔接点处有较好的柔性,冲击小.工业现场应用表明双圆弧凸轮能有效降低装置的故障频率,为负载具有瞬变重载特点的凸轮设计提供了一种有效的方法.

摘要：针对小型无人直升机的全自主飞行控制问题,提出一种基于直升机悬停模型的快速优化H∞鲁棒控制器的设计方法,设计了基于降阶观测器的双闭环的飞行控制器.内环控制器采用H∞鲁棒控制技术,用于直升机飞行姿态的控制;外环控制器采用PD(比例-微分)控制技术,用于机体位移的控制.将设计的鲁棒控制器应用于研制的小型直升机飞行控制系统,实现了风扰环境下直升机的全自主定点悬停飞行.实验验证了该控制方法的有效性和鲁棒性.

摘要：为了提高水下无人航行器推进系统效率,设计仿生蝠鲼胸鳍摆动推进机构及其摆动形式.在研究蝠鲼胸鳍运动机理的基础上,设计摆动幅值与急回系数相互解耦的曲轴联合曲柄摆杆机构,以实现仿生胸鳍的特定摆动形式.推导并建立仿生胸鳍的鳍面运动方程,利用数值仿真分析单侧胸鳍在该摆动形式下的水动力特性,根据设定的推进性能评价指标说明该摆动形式相对正弦摆动形式的优越性.通过实验验证装置的前进、转向等运动性能,分析胸鳍摆动幅值、频率与运动速度的关系.结果表明,在特定的摆动形式下,该仿生胸鳍摆动推进机构能够实现水下无人航行器的前进、转向等预定运动,满足基本推进要求.

摘要：为利用旋挖钻机在回转阶段的制动能量,提出一种基于二次调节技术和液压蓄能器的能量回收系统。通过分析上车回转的工况特点,运用功率键合图理论建立回转动能回收利用的数学模型。针对系统参数的不确定性及存在的外干扰,设计自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制,并利用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性和收敛性。为对系统进行优化设计,仿真分析液压蓄能器容积、充气压力及回转制动时间这3个主要因素对系统工作性能的影响规律。研究结果表明:所提出的回转系统在制动时能有效地完成能量回收,其中,回转制动时间对系统工作压力和能量回收效率影响最大,而液压蓄能器容积和充气压力对能量回收效率影响较小,但对恒压网络压力波动影响较大。

摘要：血液流体设备普遍存在过度的剪切应力血液损伤与水力效率损失,这制约其实现安全、高效的长期稳定运行,探明高剪切应力下的内流特性与能量熵产损失可为设备研究与优化提供有力支持。对此,设计建立可模拟出高剪切应力流动的喷管模型,采用计算流体力学数值模拟与粒子图像测速可视化实验的研究方法,重点分析内流特性、剪切应力和能量熵产损失。研究产生高剪切应力和能量熵产损失的相关流动特征,解析熵产损失与剪切应力的关联特性。研究结果认为:流速变化梯度是产生高剪切应力的主要因素,局部高流速并不与剪切应力直接关联。高剪切应力流场中能量损失主要来源于湍流熵产,在主流段湍流熵产占总熵产的97.7%,主要分布在涡旋与流动剧烈变化的区域。流场能量熵产与剪切应力在分布状态与变化趋势上具有明显的关联一致性,抑制流场速度变化梯度可降低流动能量损失与剪切应力血液损伤。

摘要：针对热超声倒装键合过程中对准工作的特点,确定合理的视觉自动对准方案,在对多种颜色和形状的LED光源进行实验对比的基础上,设计环形LED光源与单个LED发光二极管组合的照明方式,使芯片、基板表面亮度一致且表面几何特征清晰。视觉软件以HexSight为核心,利用创建参考点实现不同目标的识别,并对2个CCD摄像机的控制方案进行优化。通过分析多次识别结果对单项误差进行评估,并以实验用1 mm×1 mm的表面有8个凸点的芯片为例计算视觉识别系统的综合误差,结果表明此视觉识别系统满足芯片键合时对定位精度的要求。

摘要：根据中国大洋协会(COMRA)拟定的1 000 m大洋多金属结核中试采矿系统中升沉补偿子系统设计方案及1 km海试的状况,应用牛顿第二运动定律和MATLAB软件,创建了该系统的数学模型,对该数学模型进行模糊控制仿真研究。仿真结果表明:1 km海试总体设计中提出的双油缸主动控制升沉补偿系统可适应海试要求,在4级海况条件下,对系统实施模糊逻辑控制能得到满意的控制效果。但在复杂海况条件下,随着外扰频率逐渐增加,系统的升沉补偿效果会不断下降,当外扰频率大于0.7 Hz时,主动式模糊控制几乎无减振效果。因此,建议在0～0.7 Hz范围内采用主动式模糊控制,而在外扰频率大于0.7 Hz范围内实施被动式升沉补偿。

摘要：采用血液流变学及应力波理论,对高速螺旋血泵中血液撞击损伤机理进行研究,分析红细胞-固壁撞击破碎的过程和红细胞膜冲击破碎的条件;通过血液撞击损伤实验,对不同撞击速度下血液生理性能指标变化及红细胞微观形态进行观测分析,得出红细胞破碎的临界撞击速度;结合所设计的螺旋轴流血泵及螺旋混流血泵,应用多相悬浮体CFD仿真技术,对血泵中的速度场进行仿真分析。研究结果表明:当垂直撞击速度达到6m/s以上时,红细胞有可能发生破裂而导致溶血;所设计的螺旋混流血泵中血液由于红细胞撞击破碎而导致的溶血情况并不严重,其血液撞击损伤程度比螺旋轴流血泵的撞击损伤程度低。