柔性机构在制造和运行过程中会存在各种不确定因素。基于多椭球凸模型描述,考虑荷载及材料属性的不确定性,采用人工弹簧方法和几何非线性有限元分析手段,提出以输出端位移最大化为目标、具有最小输入端性能约束的柔性机构拓扑优化数学模型。采用伴随法给出设计变量灵敏度计算公式,提出数值计算不稳定性的简易处理方法,利用数学规划法实现优化问...
在Newland谐波小波的基础上,提出一种改进的谐波小波,该改进的谐波小波具有＂对称＂的＂盒形＂频谱,其伸缩和平移生成的小波族构成L2（R）空间的正交基,在保持Newland谐波小波的优良性质基础上,信号分解与重构更为简单。利用仿真算例研究改进的谐波小波对微弱局部信号及强噪声背景下的有用信号提取能力,并与DB8小波分析进行比较,结果表明,改进的...
对凸轮激波滚动活齿传动的参数选取及几何设计问题进行研究。分析传动比、凸轮理论半轴长度以及活齿半径等齿形参数对内齿轮齿形性质的综合影响,以内齿轮不发生齿形干涉为前提建立齿形参数之间的取值联系。根据传动原理及活齿架的结构特点,给出活齿架几何参数的计算公式,提出避免传动构件之间发生运动干涉、并满足装配要求和传动连续性的活齿架...
通过重新定义系统的输出,将具有不确定性参数的柔性机械手系统分成输入输出子系统与零动态子系统。对输入输出子系统提出神经滑模控制策略,通过满足滑模可达条件对径向基函数（Radial basis function,RBF）神经网络的权值进行在线修正,以逼近系统的非奇异终端滑模控制输入,该方法可有效消除抖振;重新定义的系统输出中的系数,通过将零动态子系统...
柔顺机构是一种新型机构,其中包含的柔顺杆件会因为产生大变形而导致分析起来十分复杂。伪刚体模型能够简化柔顺杆件的大变形分析。基于伪刚体模型的原理,针对柔顺机构中的柔顺杆件,提出以末端转角参数化近似方法为基础的2R伪刚体模型。该模型用两个不同劲度系数的扭转弹簧连接3个不同长度的刚性杆件,并用特征半径系数表征刚性杆件的长度,用刚度...
采用滑模控制对空间机器人捕获漂浮目标的软硬性抓取进行研究。空间机器人捕获漂浮目标时,由于机械臂与基体的动力学耦合、抓取时的碰撞激振等非线性特性使得抓取控制变得复杂而重要。建立空间机器人及漂浮目标的动力学模型,而后引入末端装置抓取目标时的碰撞模型,并引入＂动态抓取域＂用于机械臂抓取目标时的控制,随后应用滑模控制及基体姿态控...
如何提高工业机器人视觉系统在不确定性动态环境中的定位精度是机器人完成复杂任务的一个关键技术问题。针对采用单摄像机的机器人和基于位置的视觉伺服控制存在的精度问题,提出一种将基于模型控制方法和基于智能计算方法相结合的方法,以面向小样本原理的支持矢量机回归来构建控制系统误差校正模型,应用该模型对机器人末端在同一个平面上的定位...
为揭示多间隙作用下Ravigneaux型复合行星齿轮传动系统的非线性动力学行为,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的系统纯扭转强非线性动力学模型。将齿侧间隙非线性函数表达为描述函数的形式,运用谐波平衡法（Harmonic balance method,HBM）将方程组转化为非线性代数方程组,使用逆Broyden秩1法进行迭代求解,得到系统的基频稳态响应。...
考虑大挠度几何非线性和剪切变形的影响,工程中机械柔性板壳结构的非线性动力学运动控制方程经常被转化为二阶模态的、包含有二次和三次非线性项和外激励的非线性常微分方程,由于二次非线性项的存在,常用的多尺度法进行摄动分析时,需要复杂的运算才能将其包含进来。相比之下,基于傅里叶扩展和时间尺度的渐进摄动法可以较容易地将非线性动力学微...
为了实现柔性精密操作系统的高频控制,提出一种新型空间柔性并联精密定位工作台系统,该工作台采用多个压电陶瓷驱动方式,通过半圆形凹槽单自由度柔性铰链的弹性变形实现末端执行件3平动自由度的主动调整。根据机构伪刚体模型,采用矢量闭环方法建立其位置、速度以及加速度方程,并结合柔性铰链弹性应变能,采用虚功原理方法进行动力学分析,推导出机...
高速动平衡机摆架的动力学性能直接影响动平衡试验的准确性及安全性。采用三维有限元法建立某公司250 t高速动平衡机摆架的计算模型,并对其动刚度进行计算分析,且与试验值进行比较。在此基础上计算4种主刚度杆改进方案下摆架的动刚度特性,分析主刚度杆的刚度对高速动平衡机摆架的动刚度曲线的影响。结果表明,计算所得摆架的动刚度曲线与实测值吻...
在重载条件下工作的润滑剂常常会受到高接触压力的影响,有时会导致润滑剂本身性质发生改变从而造成摩擦副失效,但目前对高接触压力条件下润滑剂性能的研究还不多。利用自制的新型膜厚测量仪测量GL-5型齿轮油在不同卷吸速度和接触压力下的干涉图像,并计算得到膜厚曲线进行成膜性能和润滑特性分析。结果表明,在低速重载的情况下GL-5齿轮油有较好的...
针对转子摩擦材料与定子的动态接触过程,提出摩擦材料的磨损是由定子上的波峰一次次包络而产生。借助行波型超声波电动机定子和转子的粘弹性接触模型,推导出法向压力分布和定子与转子相对滑动速度函数,代入Archard经典磨损计算公式,建立了行波型超声波电动机摩擦材料的磨损寿命预测模型。在建模中,利用了行波中位移和时间参数之间的特定关系,分...
采用Deform-3D有限元软件对大型等通道转角压（Equal channel angular pressing,ECAP）进行动态计算仿真模拟,并进行试验研究,重点考察变形体与模具间摩擦因数和模具水平通道扩口直径对挤压载荷的影响。模拟结果表明,剪切摩擦模型适合用于ECAP变形仿真模拟计算,摩擦因数对大型ECAP的最大挤压载荷具有很大影响,随着摩擦因数的增加,最大挤压载荷急...
给出一个新的用于描述开放式体系结构数控系统（Open architecture computerized numerical control system,OAC）的建模方法——时间转化模型/全时轴实时时态逻辑（Timed transition model/all-time real-time temporal logic,TTM/ATRTTL）。TTM/ATRTTL提供一整套方法用于对OAC系统的硬实时性和反馈特性进行建模并使用该形式化方法在系统层对OA...
现有的几种利用圆环形切削刃刀具实现五轴宽行加工刀轨生成算法在计算曲率突变曲面时存在刀心波动问题,不利于提高加工效率和保证加工质量。通过分析现有宽行加工算法刀位调整过程,认为产生刀心波动的两个理论因素：行宽致波动量和刀轴致波动量,其中行宽致波动量是由于相邻两刀位行宽大小不一致导致的刀心波动量,刀轴致波动量是由于曲面曲率变化...
混流装配线的物料配送是支撑装配线运作的复杂系统。配送准确、及时不仅能够保证生产不断线,还能大大提高生产效率,发挥混流装配的优势。但是配送环节中往往存在工位货物需求量,工位预约到货时间和车辆运输时间不确定等因素,使得传统路径规划模型不能真实地反映现场情况,反而因种种异常导致事倍功半。对不确定因素进行考虑,建立模糊信息条件下的...
为了提高变型设计结果的有效性,提出对变型设计主模型中的参数进行标定与容差划分的思想。针对参数标定问题,通过构建定制产品相关的质量特性指标及其综合模型,并基于定制产品实例数据得到的关键参数取值区间作为约束条件,运用多目标优化的遗传算法,计算得到使综合指标取值最佳的参数标定值。针对容差划分问题,基于田口式三步设计方法,分析参数...
在分析人体骨微观孔结构和影响支架性能因素的基础上,提出仿生骨支架微观孔结构的构建与评价方法。基于多约束背包问题模型的结构,以椭球体作为构建微观孔结构负模型的单元体,利用混合遗传算法求解微观孔结构的负模型;并将孔隙率和连通性作为约束条件,以保证仿生骨支架具有生物活性。通过不含微观孔的支架模型与负模型之间的布尔运算,构建含有微...
在蒙皮拉形工艺中,由于诸多不确定因素的存在,传统最优工艺条件下的成形质量存在较大波动。针对该问题,将有限元分析和稳健设计有效结合,提出基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计方法。分析蒙皮拉形中的主要质量缺陷及关键设计参数,考虑成形过程中设计参数的波动和噪声因子;基于有限元分析和响应面法给出蒙皮拉形工艺的质量缺陷指标（响...
针对印制电路板（Printed circuit board,PCB）组装工艺与调度集成优化问题,建立集成的优化数学模型,提出将多色集合（Polychromatic set,PS）与遗传算法（Genetic algorithm,GA）相结合的新的优化方法。利用多色集合的逻辑围道矩阵和数值围道矩阵建立集成优化问题的约束模型。将约束模型与GA的遗传编码、遗传操作和适应度值计算等结合,保证GA始...
仿生光学复眼具有体积小、重量轻、视场大、灵敏度高、可测速等优点,在国防尖端装备及民用工业中有着广泛的应用前景,因而引起国内外学者的广泛关注。简要分析昆虫复眼的特征原理,归纳仿生光学复眼的结构、功能及其分类;详细阐述国内外学者在仿生光学复眼优化设计和制造技术方面取得的最新研究成果,并通过对仿生光学复眼成像试验结果的综合分析...
针对包含众多复杂气流通道且由难切削材料制成的封闭式整体构件这一世界性制造难题,对数控电解/数控电火花组合电加工技术进行研究。以几种典型闭式整体构件试制加工为例,论述其总体工艺方案和主要关键技术,包括基于数字化技术的工装夹具、电极及其运动轨迹的设计、加工过程的计算机仿真、叶间流道加工区域划分、工序间加工余量及工艺参数的合理...
对钻头的磨损程度进行实时检测有助于对钻削加工过程实施预防性维护,提醒及时换刀。针对自动化生产中的刀具监测问题,给出一个基于主轴电流检测的钻头磨损状态分析和剩余寿命预测的应用策略。通过主轴电流传感器采样加工过程的电流信号,使用一个滑动窗口从连续采样数据中得到真实加工段数据,采用小波包分解的方法进行特征提取。基于Fisher标准筛...
瞬时切削厚度是铣削加工建模研究的重要参数之一。通过分析刀刃切削轨迹,可以得到准确的瞬时切削厚度,但需要求解复杂的超越方程。通常对切削刀刃轨迹进行不同程度的简化来求解近似的瞬时切削厚度。为得到准确的瞬时切削厚度,提出一种新的切削厚度计算模型。基于立铣刀真实切削刀刃轨迹,对近似的切削厚度模型进行补偿,得到较传统计算方法更为准...
航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹塑性有限元模拟分析,对切削加工表面残余应力进行预测和计算。通过有限元分析,得到不同切削参数、刀具参数条件...
DOI：10.3901/CJME.2011.01.001面向纳米管纳米机电系统的虚拟装配技术高瞻1,2 LECUYER Anatole3张树有1（1.浙江大学CAD＆CG国家重点实验室杭州310027;2.南通大学计算机科学与技术学院南通226019;3.法国国立信息与自动化研究院BUNRAKU研究组雷恩35042法国）
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