为提高活塞式无扰动涂层工艺的涂层质量,针对高分辨率激光快速成形系统涂层工艺中存在的涂层厚度随制件高度增加而变厚的问题,提出在制作过程中动态优化刮刀速度的涂层方法。研究刮刀速度、制件高度对涂层厚度的影响。采用面响应法,建立涂层厚度误差关于制件高度及刮刀速度的数学模型。根据该模型,在制作过程中随制件高度的变化,动态优化刮刀速...
建立碳纤维电热辐射管辐射强度分布的数学模型,基于MATLAB软件模拟不同类型碳纤维电热元件的辐射强度分布,并讨论其空间辐射特性。模拟结果表明：结构参数对碳纤维电热元件辐射强度分布的影响较大,随管径的变化,空间辐射强度存在一个最佳值,辐射强度分布的不均匀性随管径的增加而增加。对比不同类型电热元件的辐射强度分布特性,相同规格电热元件...
将Dixon结式和Sylvester结式结合完成耦合度为2的9杆巴氏桁架的位移分析。首先使用矢量法和复数法建立4个几何约束方程式,并将其转化成复指数形式,再使用Dixon结式对其中3个方程式构造一个消去两个变元的6×6Dixon矩阵。将矩阵的行列式展开后得到二元高次多项式方程,该方程与剩下一个含有两个变元的方程使用Sylvester结式消去其中任一变元后,得到...
由于并联构型装备难于实现全闭环反馈控制,使运动学标定成为一项具有显著经济价值并能非常有效提高并联构型装备精度的手段,运动学标定通常包括误差建模、测量、辨识和补偿4个环节。基于以上因素,以5自由度混联机械手TriVariant为对象,研究一种基于球杆仪检测信息的运动学标定方法。首先建立球杆仪测量值与影响末端可补偿位姿误差的几何误差源的...
根据变胞机构的变胞原理,提出变胞机构的三种变胞过程：杆件增加、杆件减少和杆件数不变仅拓扑结构发生变化。在研究变胞机构的三种变胞过程后,提出用邻接矩阵变换的方法来描述变胞机构的变胞过程,同时提出用于相应邻接矩阵变换的4种初等矩阵。矩阵变换法能清楚地描述机构在变胞过程中,各构件的邻接特性变化以及增加或减少的构件数。采用矩阵变...
基于传统的单纯串联机构工作空间大、运动学正解简单的优点,考虑到单纯并联机构结构刚度大、承载能力强、运动学反解简单等特点,参考国际国内有关串并混联机构的研究成果,结合现实加工领域的需要,提出一种全新结构的直角坐标串并联机构。通过线性驱动,它可以实现机构上下层动平台之间的输出主轴空间6自由度运动。通过解析几何作图法,得知机构的...
研究能够实现较大传动比、较大功率、较高效率且结构简单、紧凑的非H封闭式周转轮系的建模、多目标多约束模糊优化设计、相配套的装配图及主要零件图的参数化设计。在对非H封闭式周转轮系的结构类型和特点进行分析的基础上,提出以体积小、效率高为目标的模糊优化设计数学模型,实现模糊因素的非模糊化处理。优化设计结果表明：利用多目标多约束的...
进行柔性机构设计时,应考虑不确定性参数对机构性能的影响。基于此,将柔性机构物理参数及其外载荷视为区间变量,基于柔性机构的刚性测度和柔性测度,建立在连续域中利用结构拓扑优化设计柔性机构的数学模型。采用固体各向同性惩罚方法进行设计域材料的参数化,将材料相对密度作为设计变量,结构受载时的应变能和交互势能线性加权的极大化作为目标函...
首先,以损伤力学作为理论基础,建立以扭角与材料常数为参量的转矩与时间的函数关系,即转矩与时间的理论曲线以及转矩门槛值与扭转切应力门槛值的关系式。此函数关系表明：对一定材料,所给定的扭角愈大,则转矩随时间的衰减速度也愈快。为了缩短试验研究的周期,在以上理论分析基础上,提出加速试验方案。在大扭角（远大于贮存扭角）情况下进行扭转...
对由泡沫金属铝芯和金属面板组成的三层和多层复合板四点弯曲条件下的变形和断裂行为进行原位观察。研究结果表明：在弯曲条件下,复合板有两种基本的破坏方式,一种是复合板表面凹陷（Indentation,ID）,它是表面局部集中塑性变形的结果;另一种是泡沫铝内芯切断（Core shear,CS）,它是内芯在最大切应力作用下的破坏。对一个给定的三层复合板,当凹...
建立考虑温度效应的二维两端固支微机电开关梁静力变形分析模型,利用该模型分析温度变化引起的失稳问题,并利用该模型对两端固支微开关梁受电场力和温度作用下的受力变形进行分析。分析过程分为三个阶段：梁受电场力和温度变化作用,而在梁中点不受任何约束的变形阶段;除受电场力和温度变化作用外,梁中点变形受约束,因而梁中点受支反力作用的变形...
在正交试验的基础上,采用参数设计中的信噪比方法,更加准确地反映具有强干扰特性的电火花微细加工过程中参数对加工工艺目标的影响程度,分析出各项参数对工艺指标影响的主次关系。以减小工艺性能的波动性为目的,结合灰色关联度分析方法,将多目标参数优化问题转化为单目标灰关联度的优化问题,得到电火花微小孔加工的多项工艺指标要求下的参数优化...
在作者前期成果的基础上,提出一类新型的复杂功能系统或大型仪器库原理,这一原理集中地反映在首创的岩石模型之中。岩石模型在理论上是对全部机械系统的测试仪器建立“有界无限”的统一模型,实现任何测试功能或仪器都将通过集成制造包含于这一系统（岩石模型）之中。基于这一模型理论,对测试功能和仪器进行多次、深度集成制造,并对岩石各“岩层...
基于热粘弹流变理论,利用时温等效原理,建立熔融光纤玻璃在非均匀温度场条件下的热粘弹数值模型。通过在拉锥过程中不断修正、调整单元特性与边界条件,对耦合器熔融拉锥流变制造过程进行热力耦合数值分析。获得工艺参数如熔融温度、拉锥速度等对流变制造过程的影响。结果显示：拉锥速度与光纤内部的最大等效应力成正比,熔融温度对器件流变制造过...
采用精密的机械加工和独特的气动旋转密封技术,研制出可调压可视化微间隙Couette流变仪。外圆筒旋转内圆筒静止的特点,使该流变仪能产生剪切速率高达10^5/s数量级稳定的纯剪切流。利用商业旋转流变仪,测量试验用中、低粘度硅油在低剪切速率和不同温度下的粘度,应用粘温关系,推算出高剪切速率下粘性热使粘度下降的量,其值与微间隙Couette流变仪的...
对6自由度水下机器人的动力学与运动控制进行研究。首先考虑重力、浮力、推力以及水动力的影响,建立水下机器人的动力学模型,对机器人的复杂水下动力学行为进行描述。在此基础上,根据解出加速度法设计非线性控制器,包括内外两个控制回路。其中外控制回路根据机器人实际轨迹与期望轨迹之间的偏差进行负反馈控制,内控制回路根据机器人动力学特性引...
针对金属结合剂金刚石砂轮修锐困难的问题,提出采用气中电火花接触放电修锐的方法。为有效地实现微细金刚石砂轮的修锐,建立单脉冲电火花放电去除加工的试验系统,研究金属结合剂的气中和液中电火花放电去除机理。在试验研究中,主要分析无负荷电压和放电极性对脉冲放电电流、脉冲放电间隙、脉冲放电去除量、电极磨耗比等的影响。结果表明,正极性...
以微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为研究对象,提出基于元胞自动机的结构形状自组织优化方法,建立自组织形状优化的局部规则和基于最终输出的性能评价方法,实现对微陀螺结构形状的优化设计。建立微陀螺的子结构模型,在满足精度的同时缩减形状优化的计算时间,并以实例解析说明方法的有效性。形状优化结果表明,微陀螺的整体性能有大幅度...
针对非圆截面小通道流动沸腾换热研究报道较少的现状,以R113为工质,对4种不同水力直径的正方形、三角形截面小通道内的流动沸腾换热特性进行试验研究,试验参数范围：入口干度,过冷～1.0;质量流速400～3 300 kg/（m^2.s）;热流密度20～150 kW/m^2,并将试验结果与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验结果进行了对比分析。试验结果表明：非圆小通道...
在迷宫流道设计中引入分形理论,借助分形理论描述复杂现象的能力来构造不同复杂程度的分形体,利用分形曲线构造比欧氏几何更为复杂的流道边界。试验结果表明分形流道较迷宫式流道更能降低滴头的流态指数。采用通径分析结果表明,流道横断面面积、流道长度是影响滴头流量系数的主要因素,而其他因素影响较小;利用支持矢量机（Support vector machin...
特征提取是机械设备状态监测和故障诊断过程中最基本、最关键的一部分,针对现有各种提取方法的不同缺点,提出一种自适应信号分解技术来实现旋转机械振动信号的特征提取。该方法是一种改进的匹配追踪算法,不需要构造任何参数表达的基函数,而是将观察信号分解为一系列波形的组合,这些波形由非参数波形估计方法计算而来,用以匹配信号的局部结构。非...
在任意拉格朗日—欧拉（Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE）方法框架中发展用于成形充填过程数值模拟的有限元与无网格自适应耦合方案。该方案自适应地在网格发生扭曲的区域采用无网格法空间离散以保证求解的精度和稳定性,而在网格质量较好的区域以及本质边界上保留使用有限元法空间离散以提高计算效率和便于施加本质边界条件,从而在充分发掘...
大射电望远镜工程中,六根大跨度的悬索被用来牵引馈源舱,实现馈源舱大范围的位置和姿态空间扫描运动。基于此,考虑到舱索系统的惯性主要集中在馈源舱上,且舱体运行速度缓慢以及索结构间的强耦合的特点,基于牛顿欧拉方程和舱索非线性准静态静平衡方程,建立馈源舱动力学模型。将悬索模型的误差视为外部对馈源舱系统的未知扰动,利用扩张状态观测器...
分析大型挤压铝型材淬火热处理的必要性,根据典型大型铝型材冷却速度曲线提出大型挤压铝型材淬火的技术要求。结合传热学,推导出大型铝型材快速淬火时冷却介质量的计算公式,建立大型挤压铝型材淬火热处理的理论。介绍几种常用的铝型材快速冷却方式,分析气水雾化联合淬火的技术特点。根据所建立的大型挤压铝型材淬火热处理理论提出大型铝型材气水...
制备8种不同的金属结合剂金刚石工具材料,研究表面镀膜的金刚石在不同结合剂中的表现。通过三点弯曲试验评价金刚石表面镀膜对抗弯强度的贡献,并借助扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）和能谱分析仪（Energy dispersive spectrometer,EDS）分析,揭示金刚石与结合剂界面作用机制。通过锯切花岗石并在线测量锯切力和功率,研究金...
对通道长度不同的惯性通道式液阻悬置的动特性进行试验研究,首次从试验上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下的频变动特性所具有的不动点特性。基于工程流体力学的相关理论,建立集总参数与液力机构结构几何相关联的液阻悬置非线性集总参数模型,得到动特性的解析解。首次从理论上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下其储能...
采用有限元法分析轴力作用下X管节点所能承受的极限荷载。在对X管节点进行数值模拟的时候,考虑焊缝对其强度的影响。在有限元分析中,采用分区网格产生法形成X管节点的有限元网格,即把整个X管节点根据计算精度的需要划分成几个不同的子区域,每个子区域的网格单独产生,整个管节点的有限元网格通过合并各个子区域的网格而形成。这种分区网格产生法...
加权相空间重构降噪算法在相空间重构与分解的基础上,将一维的时间序列延拓到高维的相空间,使得一维时序中不易识别的特征在高维相空间变为容易识别的吸引子,通过区分吸引子在高维空间的不同的属性与特征,采用汉宁加权窗将高维信号投影到一维,使得信号的本质特征得到充分体现。根据机械设备发生故障其振动信号中往往具有非线性、非平稳性的特点,...
在分析典型智能车辆导航控制体系结构优、缺点的基础上,提出一种基于行为的智能车辆导航控制体系结构。该体系结构使用黑板来协调各模块之间的交互,并把智能车辆的行为划分为反射行为和目的行为。反射行为由数据信息驱动,目的行为由黑板选取;通过不断被选取的行为组成的行为序列完成导航任务。在理论分析的基础上进行仿真计算,结果显示智能车辆...
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