摘要：建立含时变刚度、齿侧间隙等非线性因素的单自由度非线性齿轮系统的数学模型,介绍以图论理论和广义胞映射理论为基础的图胞映射方法,并据此提出一种解非线性问题的图胞映射算法,运用提出的图胞映射算法对齿轮非线性系统进行全局分析,得到系统的吸引子、吸引域、不稳定解以及吸引域边界等全局特性。结果显示:当Ω=0.45,0.80,1.50时,系统分别具有1个、3个和2个稳定的吸引子,当Ω=1.50时,系统还具有一个不稳定的吸引子。最后利用系统的相图进行对比分析,分别取不同吸引域内的点为初始点,最终收敛于相应的稳定的吸引子,从而验证图胞映射算法的有效性和可信性。利用图胞映射算法的计算结果可实现在不良参数条件下,通过合理控制系统的初始条件获得良好的系统响应。

摘要：以多体系统误差建模理论和齿轮啮合原理为基础,提出含有机床运动几何误差以及齿轮副安装误差的螺旋锥齿轮齿面接触分析(Error tooth contact analysis,ETCA)方法。以SGM法(大轮展成法加工,小轮变形法加工)加工的弧齿锥齿轮为例,通过ETCA分析,得到机床运动误差和安装误差对螺旋锥齿轮齿面加工质量影响的定量关系,对ETCA和TCA的结果进行对比分析,结果表明机床运动误差和安装误差对螺旋锥齿轮的齿面接触质量有较大的影响,为了通过齿面接触分析达到更准确的反调加工参数的目的,采用ETCA的分析结果指导加工参数反调更为合理。

摘要：为合理确定机械手稳定夹持时的夹紧力,采用弹性线接触理论计算在工件上施加预紧力后机械手V型体与工件之间的接触压力,并分析手指处于不同工况位置时接触压力的变化,在此基础上计算不同工况位置时指端两V型体的夹紧力。以力螺旋理论为基础,建立手指与工件的接触模型,应用力封闭原理分析稳定夹持时接触压力与工件外力之间的关系,提出手指夹持工件时的稳定性判定方法,并针对实例计算接触力及夹紧力。研究结果表明:该方法可以用于准确计算V型体的夹紧力,并进行力封闭性判别,能够为机械手结构设计及其控制系统设计提供可靠的参数值。

摘要：根据光波导理论,论述平面光波导与阵列光纤对准耦合原理。基于光束传播法,分析平面光波导与阵列光纤对准耦合过程中对准偏差(横向位错、纵向间距和轴向角度)与耦合损耗之间的关系,对对准偏差的光学容差也进行分析。研究结果表明:平面光波导与阵列光纤耦合损耗对横向位错相当敏感,轴向角度偏差对耦合损耗的影响也较大,轴向间距的影响则要小得多;若以0.15dB的附加损耗考察,平面光波导与阵列光纤横向位错、纵向间距、轴向角度的光学容差分别为1μm,16μm和0.65°;所得仿真结果与理论计算结果基本吻合,说明应用光束传播法分析平面光波导与阵列光纤对准耦合是有效的。

摘要：采用搅拌摩擦焊接方法对6061-T6铝合金板进行了60mm双面对接焊实验,研究了搅拌摩擦焊接接头的微观组织与力学性能,结果表明:焊缝区微观组织沿厚度方向发生了不同程度的改变,焊接接头强度达到218MPa,为母材强度的70%;焊接热循环引发的金属强化相"重固溶"和"过时效"是接头力学性能下降的重要原因,其中前进侧热机影响区为焊缝薄弱环节。

摘要：在Navier-Stokes方程基础上,配合适当边界条件,借助计算流体力学软件CFD-ACE实现了单侧分布矩形微结构、梯形微结构和双侧分布矩形微结构零件模型的流场仿真,得到了三种零件的速度场和剪切速率场。结果表明,单侧矩形微结构零件各微结构截面的速度和剪切速率都有较大差异;单侧梯形微结构零件各微结构截面的剪切速率分布一致,速度分布不一致;双侧矩形微结构零件三个微结构截面的速度和剪切速率都一致。单侧分布梯形微结构零件流场均匀性好于单侧分布矩形微结构零件流场均匀性,双侧分布的微结构零件流场均匀性好于单侧布置的微结构零件流场均匀性。

摘要：利用铝板退火加热实验采集到的温度,通过热传导反问题的求解,求得铝板间的等效导热系数,将其等效为铝卷径向导热系数,并推导出铝卷强对流传热系数对温度的数学表达式,从而构建更准确的铝卷退火的温度场模型。运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑铝卷的导热系数和对流换热系数随温度变化的非线性,模拟铝卷退火过程中的瞬态温度场。仿真结果表明:在退火的开始阶段,铝卷外表面与芯部温差较大,最高达173℃;在保温阶段,铝卷内部温差逐渐减小,温差只有3℃,最后稳定在545℃,与实测结果较吻合,证明所建立的数学模型是可靠的,同时,为铝卷退火工艺的优化提供了理论依据。

摘要：在Litvin等的预设定传递误差曲线螺旋锥齿轮主动设计方法基础上,考虑初始计算点位置对安装误差敏感性的影响,对预设定传递误差曲线螺旋锥齿轮主动设计方法进行了改进。通过安装误差敏感系数的计算与比较,确定合理的初始计算点位置,由局部综合法求得满足预设定传递误差曲线且容差性较好的一组小轮加工调整参数。计算实例表明,合理选择初始计算点可使误差敏感系数数值平均下降26.68%。

摘要：为研究CNC机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮齿面接触分析的影响,以多体系统误差建模理论和齿轮啮合原理为基础,引入机床各轴运动误差到螺旋锥齿轮齿面接触分析中,得到机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮的齿面加工质量影响的定量分析方法。以SGM法加工的弧齿锥齿轮为例,给出ETCA(error tooth contact analysis)的计算过程,对ETCA和齿面接触分析的结果进行了对比分析,从数量上阐述了误差对齿面接触质量的影响。分析结果表明,机床各轴运动误差对螺旋锥齿轮的齿面接触质量有一定的影响,机床运动轴的运动误差中y轴、x轴的误差对齿面接触质量的影响最大。研究工作为机床各轴运动误差补偿及高精度齿轮制造提供了理论依据。

摘要：探讨了复杂多能域耦合系统相似的基本要求,以适用于多能域系统建模的键合图为工具,给出了键合图的相似分析,在此基础上,从系统论的角度出发,利用层次分解法论述了系统在各层次上功能相似及结构相似的概念,并推导出了两类相似对应的相似条件,从而提出了一种能适用于指导复杂多能域耦合系统相似研究的相似理论与方法,并将其应用于一个典型复杂多能域耦合系统——高速轧机的相似分析。