2自由度平面柔顺机构具备工作空间,可以作为微动机器人载体,通过控制两个独立输入实现可控的平面运动轨迹输出。为改善设计方案的可加工性,研究该柔顺机构拓扑图轮廓提取后的形状优化问题。将柔顺机构抽象成杆件和结点形式,基于拓扑学连通性原理,提出机构区域连通性判定条件,构造窗口平移扫描式机构结点搜索算法,获得设计区域内的柔顺机构结点,...
在复杂工程系统的概念设计优化中,高精度数值分析方法得到广泛应用,将高精度数值分析与优化方法有机结合,对设计空间展开全面搜索与寻优,已经成为现代设计优化方法的重要发展方向。以水下滑翔机的概念设计为研究对象,引入模型,控制高精度分析试验的数量,有效地化解精度与效率之间的矛盾。将参数化几何建模、网格划分以及流体数值模拟分析集成为...
以被动关节自由的欠驱动机器人为研究对象,对其最优运动规划与轨迹跟踪控制问题进行研究,控制目标为实现欠驱动机器人关节的任意位置控制。对欠驱动机器人系统的可控性条件进行分析,提出部分稳定规划器的思想,利用遗传算法对建立的适应度函数进行全局优化,得到部分稳定规划器的最优切换顺序。利用变结构控制方法进行反馈控制,实现了期望轨迹的精...
各向同性是反映六维力传感器结构性能优劣的重要指标,各向同性性能分析是Stewart结构六维力传感器结构设计中的关键性问题。为了获得最优的各向同性性能,应用螺旋理论建立Stewart结构六维力传感器的静态数学模型,系统研究传感器的各向同性性能指标。利用数学解析的方法,对传感器的正向和逆向各向同性进行分析,推导出同时满足正向力和力矩各向同...
为揭示齿圈柔性对传动系统动态性能的影响,在系杆随动坐标系下建立计入齿圈柔性的直齿行星传动精细化动力学模型,建模中计入时变啮合刚度、支承刚度、陀螺效应和齿圈柔性等诸多影响因素。采用有限段单元的离散化建模方法,将连续体的柔性齿圈离散成由等效虚拟弹簧连接的刚性齿圈段,并推导齿圈段与行星轮的啮合判据。通过分析各构件间的相对位移关...
应用同伦分析法研究单自由度三次强非线性系统受迫振动问题,不同于其他解析近似方法,该方法从根本上克服摄动理论对小参数的过分依赖,其有效性与所研究的非线性问题是否含有小参数无关,适用范围广。同伦分析法提供选取基函数的自由,可以选取较好的基函数,更有效地逼近问题的解,通过引入辅助参数和辅助函数来调节和控制级数解的收敛区域和收敛速...
传统阶比分析必须在获得参考转速的前提下才能进行,这就使得某些不便安装转速计的情况无法应用阶比分析。而且对于已经采集得到的信号,也会因为缺少转速信号而无法进行阶比分析。为了解决这一问题,结合瞬时频率估计理论和离散频谱校正方法中的能量重心法,提出一种无须转速测量的阶比跟踪分析算法。这种方法利用能量重心法进行瞬时频率和幅值校正...
分析海上风力机塔架复杂的外界载荷工况,研究海上风力机圆筒形塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法。研究作用在圆筒形塔架上的气动力特别是非定常气动力与雷诺数的关系;应用线性波理论来仿真非规则的海浪,分析作用在圆筒形塔架上的波浪载荷,通过坐标变换,将二维线性波理论扩展为三维线性波理论,相应地,将平面的莫里森（MOR...
针对带钢生产线广泛应用的对中（对边）纠偏电液伺服系统,现有技术能源利用效率低、易发热,核心器件伺服阀和偏差检测传感器容易发生故障,造成生产中断的不足,提出采用双伺服阀主从控制、光电传感器和电容传感器组合检测带钢偏差、两套光电传感器组合的硬件冗余检测原理,减少纠偏系统发生故障的概率,降低因纠偏设备故障,引起生产中断造成的损失...
极限工况发生时,液体射流泵喉管中段至末端的汽液两相空化流动为均相泡状流。基于定常、等温及水平流动假设和Wood声速公式,导出极限工况发生时射流泵喉管中段至末端一维均相泡状流的控制方程组。依据该控制方程结合射流泵壁面沿程压力测试结果,计算喉管中段至末端液汽两相流动的马赫数。从喉管的中段至末端液汽两相流动的马赫数逐渐增加,在压力...
为分析固液混合物对双流道输送泵性能的影响,采用平均粒径为10mm和36mm的固体颗粒对双流道泵在不同浓度和流量下开展输送固液两相介质的水力性能试验,并对泵的磨损进行分析。水力试验结果表明,在一定的流量下,随着输送混合物中固体颗粒浓度的增加,入口表压、出口表压、扬程及效率呈递减趋势。与输送清水时比较,当输送固液两相介质时,随着流量的...
针对水平轴螺旋桨式海流能发电装置正常工作时轴向力很大的问题,运用流体力学理论、叶元动量理论及流固耦合模拟的方法,对叶片受力进行分段求解再叠加计算出轴向力。计算的轴向力与数值模拟仿真结果较好地吻合。理论分析和仿真计算表明水流流速的变化及流固耦合使轴向力呈随机非线性变化。根据轴向力规律性变化的特点,设计一种新型的液控式轴向...
基于RANS方程,结合切应力输运湍流模型计算某混流式喷水推进器无空化状态时的流体动力性能。与厂商提供的数据对比表明,建立的数值模型和计算方法是可信的。在此基础上,嵌入基于Rayleigh-Plesset方程的混合物均相流空化模型,对空化条件时该喷水推进器流体动力性能进行数值计算与分析。计算得到的功率、推力等宏观量与厂商提供的数据吻合较好。计...
为了改善机械搅拌充气式浮选机的浮选动力学环境,使其具备良好的浮选效率,利用计算流体力学软件对有效容积为165m3的机械搅拌式浮选机内部气固液三相流流场进行三维数值计算。分析原型机流场存在的问题,在此基础上根据浮选动力学性能要求对原浮选机进行改型设计。通过改变叶轮安放角、导叶和其他过流部件的结构参数等,来寻求分布合理的内流场,从...
基于概率统计的传统可靠性评估方法一般依赖于失效寿命数据。但失效寿命数据需要通过寿命试验和加速寿命试验获取,对于大量的实时工作设备采用这种方法是不适宜的。这种情况下,基于设备状态的性能退化数据能够提供可靠性评估的重要信息。在集成失效数据可靠性建模技术和基于设备状态的振动信号特征提取的基础上,提出设备状态振动特征的比例故障...
对带有中间缓冲区的非串行系统深入研究其可靠性问题,建立基于广义随机Petri网的可靠性模型,着重考虑出现的装配、拆分以及按不同比例进行装配或拆分的加工工序,其中间缓冲区可用度对机器可用度的影响,在此模型基础上,采用缓冲区可用度定理,对中间缓冲区和机器本身的状态转移概率分别分类求解,计算出相应的缓冲区可用度和等效机器可用度;同时通...
将鞍点逼近理论与灵敏度分析方法相结合,讨论具有随机参数的机械零部件可靠性及其灵敏度问题。在基本随机参数概率分布已知的前提下,应用鞍点逼近技术获得了外载荷作用下随机结构响应的概率密度函数和分布函数。在实例计算中,对螺栓、汽车前轴进行数值分析,将所提方法得出的数值分析结果与Monte-Carlo方法计算的结果进行对比验证,得出由鞍点逼近...
加速退化试验技术广泛应用于存在性能指标随时间逐渐退化的高可靠长寿命产品的可靠性及寿命评估。不同的加速退化试验方案得到的可靠性及寿命评估结果有很大区别,试验费用也各不相同。如何设计试验方案使试验评估结果最准确、试验代价最小,是加速退化试验应用中面临的一个重要问题。针对解析优化方法在某些场合最优解难以得到甚至不存在的情况,...
哈尔滨工业大学机电工程学院是在原机械工程系（建于1952年）的基础上,合并原流体传动及控制专业（建于1955年）、仪器制造工艺专业（建于1956年）、工程机械专业（建于1956年）等单位组建而成的。这些系和专业是我国最早建立的同类专业之一，为当时我国高等院校培养了大量师资力量，也培养了一批以杨叔子、蔡鹤皋、屈梁生、郭重庆、徐滨士、潘...
以产品生命周期为主线,提出一种绿色制造的技术内涵流程。从产品生命周期过程技术层、绿色制造特征技术层、绿色制造评估及监控技术层、绿色制造支撑技术层四个层面对绿色制造的技术体系展开,建立一个较为系统的技术体系框架;其中,产品生命周期过程技术层由绿色设计技术、绿色工艺技术、绿色包装技术、绿色回收处理技术以及绿色再制造技术构成;...
针对现阶段复杂结构零件在反求方案规划方面的不足,提出一种基于多种反求方法集成的测量过程规划技术。从功能需求出发并结合功能-结构-特征映射原理构建复杂零件的元特征解耦模型,提取元特征作为基本测量单元;进而利用模糊数学方法对元特征与测量方法之间的匹配优度进行评价,决策出单个元特征的最佳测量方法;结合方位面理论,研究了用于描述零件...
连续体结构拓扑优化位于产品的概念设计阶段,能够为产品结构的创新提供可能。基于此,提出以节点相对密度作为设计变量,以多载荷工况下结构柔度的加权平均值为目标函数,建立多载荷工况下基于无网格迦辽金法的连续体结构拓扑优化模型,利用Lagrange乘子法来施加本质边界条件,推导出相应的灵敏度计算公式。结合固体各向同性惩罚插值模型编写程序完成...
在分析零件功能和物理特性的基础上,应用模糊数学理论给出产品族模块单元规划准则的量化计算方法,建立产品族模块单元多目标规划优化模型。针对传统的目标加权法在模型求解中的不足,采用改进的强度Pareto进化算法（SPEA2＋）对模块单元多目标规划问题进行优化求解,从而得到一系列基于Pareto解集的产品模块规划方案,并利用模糊集合理论的Pareto综...
《机械工程学报》（英文刊名：JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING,ISSN0577-6686,CN11-2187/TH）创刊于1953年。50多年来,始终坚持严谨、严肃、求真、唯实、理论联系实际的办刊方针,一直是中国机械工程领域最具权威性的学术期刊之一，在广大读者、作者中享有崇高的威望。为适应现代科学技术的快速发展，加快实现本刊“面向国际，稳步推进，办世...
提出一种面向二维多工位装配过程、综合考虑装配夹具系统全寿命周期成本、产品零件孔制造成本和产品质量损失成本的公差和维护综合优化方法。分析多工位装配尺寸偏差传递关系,建立多工位装配过程产品质量损失模型。然后根据4-2-1夹具定位原则,构建考虑夹具磨损过程损失的夹具定位销副偏差统计数字特征模型。继而发展了以夹具系统全寿命周期成本...
因为机械产品方案设计评价包含诸多模糊性,所以模糊综合评价成为机械产品方案设计评价的优势模型。在模糊评价矩阵确定后,模糊评价的核心计算是隶属度转换,但是,现有的隶属度转换算法不正确,因为各指标隶属度中原本对方案分类不起作用的冗余值,也被用于计算方案隶属度。要使构建的隶属度转换方法不受冗余数据干扰,关键是弄清楚各指标隶属度究竟...
工程上很多优化问题,如容器设计、波纹管、板翅式换热器的结构优化设计等,皆为非线性约束优化设计问题,常采用惩罚函数法处理约束条件;为获得问题最优解,该方法需要合理确定初始惩罚因子,且需要动态惩罚因子无穷大。扩展拉格朗日乘子法是一种改进的惩罚函数法,可以克服惩罚函数法的不足,获得全局最优解,但目前对其研究和应用有限。对拉格朗日乘...
为解决微结构功能表面的金刚石超精密加工过程中,难以经济而灵活地预测表面质量及加工条件对加工表面质量的影响的问题,以自行设计的带有快速伺服刀架的超精密机床为基础,采用Matlab/Simulink模块建立正弦波微结构功能表面金刚石超精密加工过程的动态仿真模型。利用该模型,不仅可以预测加工表面质量,还可以对加工条件如进给速度、主轴转速对加工...
使用红外热像仪对切削加工中常见的工件材料碳钢和模具钢、常用的刀具材料硬质合金和涂层硬质合金在300～900℃进行表面发射率的标定,并考虑加热箱内环境热辐射对试样的作用,分析温度、表面结构、几何形状对试样表面发射率的影响。结果表明钢材表面发射率随温度升高而增大,但模具钢在较宽的温度范围内保持较小的表面发射率;试样表面平整性影响表...
西北工业大学坐落于古都西安,是我国唯一一所以同时发展航空、航天、航海工程教育和科学研究为特色,以工理为主,管、文、经、法协调发展的研究型、多科性和开放式的科学技术大学,隶属工业和信息化部。
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