土壤参数在线识别需要解决由多参数耦合引起的估值多解问题以及由状态噪声和测量噪声引起的估值准确性问题。为了解决估值多解问题,利用气垫式越野机器人的垂向力控制自由度,分别设计g-EKF算法、对数均值法和最小二乘法对3个推力相关土壤参数、3个垂向接地压力相关土壤参数和2个推土阻力相关土壤参数进行分步识别。为了解决估值准确性问题,在第...
随着微机电系统（Micro-electro-mechanical systems,MEMS）越来越复杂,对微装配、微操作的微力测量要求越来越高。根据微夹持视觉导航与夹持力传感的要求,研究一种面向微夹持器的柔顺结构视觉力传感单元。该传感器单元与微夹持器采用结构一体化设计思想,加工简易,可在同一视场内实现视觉导航与夹持力传感。通过提出集成该视觉力传感单元的微夹...
叶片类零件自适应数控加工关键技术研究 博士：张莹 毕业学校：西北工业大学 指导教师：张定华 叶片类零件是航空发动机的关键零部件,其加工质量直接影响着发动机的性能。目前,叶片的制造技术正朝着高效、精密和多工艺复合化的方向发展。随着叶片类零件精密制坯技术的多样化发展,自适应数控加工技术已成为制约我国航空发动机精锻叶片、焊接式整...
单元划分法是柔性机构分析的重要方法,由于在建模过程中假设各单元间所受力为均布力,因此忽略了集中力所导致的柔性单元间接触截面的变形误差。以柔性摆杆为例研究柔性单元间接触截面的变形规律。采用传统的单元刚度矩阵法建立柔性摆杆的刚度模型,通过与有限元分析结果的对比,证实不考虑柔性单元间接触截面的微观变形将会导致较大的分析误差。将...
针对高转速下滑动轴承易出现高阶油膜失稳的问题,建立考虑陀螺效应的单跨双盘转子系统集中质量模型,其中左、右轴承分别采用弹簧-阻尼模型和短轴承非线性油膜力模型。考虑两圆盘偏心反相位情况,通过轴心轨迹、时域波形、频谱图和三维谱图,分析转子系统在升速过程中出现的油膜失稳规律及产生的复杂非线性动力学特性。通过搭建模型试验台,对仿真结...
采用有限元法模拟高速列车车厢在三种等速（250 km/h、350 km/h和500 km/h）明线交会时产生的压力波作用下的动态响应过程,得到侧窗中心Mises应力随时间的变化曲线,并与相同幅值变化的均布动载及最大静载两种工况进行对比。结果表明同节车厢各个侧窗中心所达到的最大应力值表现出沿载荷移动方向随侧窗位置不同逐渐增加的趋势。当交会速度较低时,...
非平稳信号是由持续振荡成分和非持续振荡的瞬态成分混合而成的,因此很难利用线性方法对其进行有效分析。针对此问题,提出一种基于双重Q因子的非线性分析方法。这种方法将非平稳信号表示成高共振成分（高Q因子）和低共振成分（低Q因子）的叠加,进而用双重Q因子对信号进行稀疏分解,得到其高共振成分和低共振成分。将双重Q因子的分析方法用到轴承...
针对Hilbert变换求取信号瞬时频率时会出现没有物理意义的负频率现象,研究基于局域均值分解的瞬时频率直接计算方法。给出相位展开分段计算方法的详细计算步骤。直接法与直接正交法进行了比较,直接法和直接正交法在数学上相等,计算结果相同,可以认为是同一种方法。直接法也与Hilbert变换、Teager能量方法进行比较。仿真和试验结果表明,直接法计...
对管形径向复合压电超声换能器的径向振动特性进行研究。该换能器由金属预应力管、弹性胀套内芯及柱面压电陶瓷环组径向复合而成。基于弹性力学理论及机电类比原理,推导出复合换能器的径向振动机电等效电路及其共振频率方程。探讨换能器径向共振频率、反共振频率及有效机电耦合系数随其几何尺寸的变化关系。研究表明,换能器的一阶径向共振频率随...
MCH63加工中心结构件及结合部的建模和分析方法研究 博士：郭垒 指导教师：汪劲松叶佩青 毕业学校：清华大学 加工中心是重要的工业基础装备，其性能很大程度上受到组成它的结构件和结合部特性的影响。对结构件和结合部进行建模、分析，是进一步提高加工中心性能的重要途径。本文研究了一种高速精密卧式加工中心MCH63的结构件和结合部，建立了元...
针对汽车制动噪声的抑制问题,将响应面法与优化技术相结合,提出一种降低系统复模态的不稳定系数以提高汽车盘式制动器系统稳定性的优化方法。该方法基于制动器的振动稳定性原理建立有限元分析模型,通过拉丁超立方试验方法采样,结合最小二乘法构建制动器系统复模态的二阶响应面近似模型,以制动器几何结构参数为设计变量,制动器复模态的不稳定系数...
针对含摩擦环节的不确定机械动力系统,建立摩擦力模型及其相应的控制补偿策略一直是人们所关注问题。由于摩擦力所固有的非线性及不确定特征,使得用传统的数学建模与控制补偿方法难以达到满意的系统性能要求。考虑到传统摩擦力模型的缺陷以及不具备自学习和自适应环境的能力,提出用自适应模糊建模技术逼近摩擦动力系统并将辨识结果用在控制器设...
在新研制的扭动微动磨损实时观测系统上,以法向载荷为100 N和扭动角位移幅值为0.5°～15.0°的参数,对有机玻璃（Polymethylmethacrylate,PMMA）/GCr15摩擦副进行扭动微动磨损试验,同时录制扭动微动过程并同步采集摩擦振动信号。在摩擦动力学行为分析的基础上,结合实时观测和摩擦振动分析,对PMMA的扭动微动磨损行为进行研究。结果表明,随着角位移...
针对螺旋槽旋转密封润滑状态随转速变化,建立分析润滑特性的数学模型。采用有限体积法对雷诺方程进行数值离散,基于贴体坐标变换与质量守恒边界条件,获得了流体润滑模型。采用分形接触模型描述混合润滑状态时的粗糙峰接触特性。数学模型能够对混合润滑和流体润滑状态下的润滑特性进行模拟,获得了全转速范围内摩擦因数的变化规律,并得到了试验验...
建立后盘式制动器有限元模型,对其进行制动低鸣噪声的有限元复特征值分析。根据系统的负阻尼比预测系统出现制动噪声的趋势。利用该模型,研究摩擦片切向偏磨对制动噪声的影响。研究结果表明,切向偏磨是引起制动低鸣噪声的主要原因。当偏磨量大于0.5 mm时,系统的负阻尼比突变,说明发生制动低鸣噪声的可能性极大;同时该噪声的出现与制动压力、摩擦...
数控加工是目前机械制造系统广泛采用的一种加工方法,为实现数控加工的低碳化,研究数控车削加工的高效低碳切削参数优化问题。建立切削加工过程时间目标函数和包含电能碳排放、刀具碳排放、切削液碳排放的碳排放目标函数。然后,考虑加工过程中机床设备性能和加工质量的实际约束条件,建立以数控加工的切削速度和进给量为优化变量,以最小加工时间...
针对复杂结构条件下的零部件装配路径自动求解困难的问题,提出基于障碍和贪心规则的快速扩展随机树（Rapidly-exploring random tree,RRT）算法。该算法以基本RRT算法为基础,采用随机采样、终点采样、局部采样相结合的采样方式,利用目标零件与障碍物的碰撞面片法向量和碰撞点位置来引导随机树的扩展方向,在每个扩展方向上按贪心规则进行扩展,并...
经验模态分解对非线性、非平稳信号进行平稳化处理时表现出特有的分析能力,能够有效获得非平稳信号的时频特征,但是其利用样条曲线构造信号上下包络线的过程中存在严重的端点效应。在分析端点效应产生机理的基础上,提出基于神经网络集成的B样条经验模态分解（B-spline empirical mode decomposition,BS-EMD）端点效应抑制方法,研究神经网络集成...
针对数控机床精度变化过程与零件切削加工过程之间具有关联性特点,提出面向零件切削性评价的数控机床精度特性重要度耦合识别方法。将数控机床精度变化过程与切削加工过程看作一个耦合系统,构建耦合系统隐马尔可夫链（HiddenMarkov model,HMM）模型。对零件切削特性参数实测数据进行改进支持矢量机学习（Support vector machine,SVM）与回归拟合...
针对目前再制造设计反馈机制不完善及缺乏再制造可行性强度指标等问题,提出强度冗余的概念,通过分析现役零部件＂设计、服役、再制造＂阶段的强度及损伤,结合零部件设计信息,以零部件主要失效形式为基本依据,构建强度冗余的层次结构,包括强度指标层、强度及损伤层和设计要素层,并明确强度冗余的数学表达。在此基础上建立冗余因子的计算模型,分析...
基于分子动力学的晶体铜纳米机械加工表层形成机理研究 博士：张俊杰 指导教师：孙涛闰永达 毕业学校：哈尔滨工业大学 作为纳米技术分支之一的纳米加工技术是在纳米尺度范围内制造物理、化学和生物等功能结构与器件的基础，已经成为衡量纳米技术发展水平的重要标志。纳米机械加工技术如金刚石刀具车削、金刚石磨粒加工以及金刚石微探针纳米刻划...
基于刚体模型的交互虚拟装配仿真已在产品可装配性验证、装配工艺规划、操作培训与指导等方面得到大量应用,但装配过程的变形仿真涉及零部件的变形和应力计算,目前仍是虚拟装配领域的问题之一。装配变形对于薄壁结构更为突出,如飞机机身、汽车车身制造领域。目前的有限元法（Finite element method,FEM）在速度上无法满足交互虚拟装配仿真需求,...
针对种植于红粘土的木薯块根挖掘作业,采用有限元法（Finite element method,FEM）和光滑粒子流体动力学（Smoothedparticle hydrodynamics,SPH）的耦合算法及修正的莫尔-库仑屈服准则,建立木薯块根挖掘作业耦合计算模型,并进行物理试验验证。利用该计算模型对挖掘松土过程进行数值模拟,在细观上研究挖掘铲的松土机理和块根的变形过程。采用二次...
在数控机床上提高曲面加工的精度,很大程度上在于数控插补算法的选择,因圆弧插补算法在圆弧连接处可达C1连续成为常用的数控插补算法。提出一种步长不变式双圆弧插补算法,基于几何条件推导步长不变式双圆弧公切点的数学模型,建立基本数控曲线任两点构造双圆弧的局部坐标系与绝对坐标系的数学变换,给出误差分析的公切点斜率的调整方法及误差判别...
提出一种基于对数螺旋线型面的楔块接触式逆止器,参考现行的偏心圆弧线型面楔块应用曲线拟合方法设计了对数螺旋线型面楔块,采用Pro/E建立了对数螺旋线型面楔块逆止装置的仿真模型,并应用ANSYS/LS-DYNA软件对其逆止过程进行动态仿真,得到对数螺旋线型面楔块在逆止过程中的受力情况,并与偏心圆弧线型面楔块的受力情况进行比较,结果表明新型逆止器...
栓接结合部是机床中最为典型的一种结合部形式,其影响因素众多,作用机理极其复杂,直接影响机床的整体性能,研究其动静态特性对整机的创新设计和自主研发具有重要意义。在过去三十多年时间里,众多学者开展栓接结合部特性研究,进一步明确了其内部机理和主要影响因素,但真正建立其本构模型、获取通用性数据仍存在困难,因此,有必要对现有研究成果进...
为探索砂轮线速度的提高对高强韧难加工材料成屑过程的影响规律,选择典型难加工材料高温合金GH4169,对其进行单颗磨粒高速超高速磨削试验,测量单颗磨削力,并通过观察分析单颗磨粒划擦痕迹以确定不同线速度条件下的临界成屑厚度,系统研究砂轮线速度在20～165 m/s范围内,磨削成屑过程与磨削力随速度变化的规律。研究结果表明,速度效应引起磨削过程...
生物质类缓冲包装制品相关性能研究是目前国内外生物质类产品研究的热点。采用正交试验方法研究生物质缓冲包装材料上模温度、下模温度、干燥时间和保压时间等成形工艺条件对材料拉伸强度的影响,结果表明：各因素对材料拉伸强度影响的主次顺序：上模温度〉干燥时间〉下模温度〉保压时间,材料最佳成形工艺条件为上模温度235℃、下模温度230℃、干...
针对微细电火花加工效率低,排屑困难,放电状态不稳定的问题,基于压电陶瓷（Piezoelectric ceramic,PZT）的逆压电效应,采用火花放电与PZT激励同步脉冲电源,提出PZT激励同步压缩放电通道的微细电火花加工的新方法。对其系统构成和加工原理进行了详细阐述,并结合试验对该加工系统的加工机理进行了分析,试验研究证明采用PZT同步压缩放电通道过程中...
针对金属板材圆盘剪精密分切工艺,应用DEFORM-2D仿真软件建立金属板材的圆盘剪分切模型,采用Oyane韧性断裂准则分析304不锈钢板材在圆盘剪分切加工中的弹塑性变形、断裂过程,研究裂纹的产生与扩展、材料断裂分离机理及断面形貌特征。根据板材在分切过程中的静水应力变化,提出用塌角区出现最大拉应力时的切入时间t1、分切区出现拉应力时的切入时...
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