为揭示任意个球面剪叉单元构成的球面可展机构的运动特性,研究这类机构的自由度特性和运动分析方法。基于螺旋理论分析球面剪叉单元及其串联运动链、多支链构成的球面可展机构的自由度特性,得出由球面剪叉单元构成的球面剪叉可展机构的自由度特性,据此构造出任意个球面剪叉单元和任意个支链构成的自由度为1的球面可展机构。基于球面几何理论,对...
将一种四杆运动限定机构引入并联机构支链的设计中,得到一种具有运动分岔特性的并联机构。当机构处于运动分岔点时,动平台具有瞬时的6自由度。通过驱动运动限定机构执行不同的运动,机构可以演变成具有不同自由度特性的构型,包括三移动构型,三转动构型,两移动一转动构型和两转动一移动构型。基于螺旋理论,采用刚化驱动的方法,分析驱动选取的合理...
针对目前上肢康复训练机器人缺少对患肢训练模式智能处方诊断的问题,提出基于支持向量机和广义动态模糊神经网络（Support vector machine and generalized dynamic fuzzy neural networks,SVM-GDFNN）相融合的处方诊断方法。利用SVM采用结构风险最小原则,具有很好泛化能力的特点,对样本进行初步处方诊断。同时针对在SVM支持矢量附近区域样本易...
2自由度并联转台凭借其运动方式的特殊性,提高了传统转台在大负载、高速度、高加速度及大范围转动条件下的运动性能,具有广阔的应用前景。显然,精确的动力学模型是实现其高速、高精度运动控制的前提条件。Omni-Wrist III是一种可实现类球面运动的2自由度并联转台,具有结构对称,工作空间大等特点。基于其几何结构的特殊性,建立该机构的几何约束方...
将粒子群算法应用于平面机构尺度综合与构型优选的研究。以轨迹生成问题为研究案例,提出一种嵌套粒子群算法,利用粒子总群进行机构尺度参数的搜索,利用粒子子群进行机架位姿参数的搜索,利用不同构型粒子群优化目标函数的对比,建立机构的尺度综合与构型优选模型。通过平面四杆机构的尺度综合实例和平面多杆机构的构型优选实例,验证该方法的有效性...
提出一种采用单节变形履带机构的轮椅机器人。该机构能够通过两组摆臂的转动对履带形状与张紧力进行主动控制,以使履带形状更好地与障碍物相适应,从而提高传统轮椅的越障能力。在对比现存各种轮椅机器人越障机构特点的基础上,介绍这种新型轮椅机器人的机构方案及对楼梯这种典型障碍物的爬越过程。针对爬越楼梯这一越障运动,将轮椅机器人转换成等...
并联机器人的正运动学问题可转化为等效的最小化问题,并采用数值优化方法求解。人工蜂群算法是模拟采蜜过程中蜂群行为机制的一种启发式搜索方法,目前还尚未在并联机器人正运动学问题中得到应用。提出一种数值求解并联机器人正运动学问题的改进人工蜂群算法（Improved artificial bee colony algorithm,IABC）,该方法通过多维度改变蜜源位置,对...
为揭示静压气体推力轴承微幅自激振动的内在机理,采用大涡模拟（Large eddy simulation,LES）分析小孔节流静压气体轴承内气体流动特性。发现在节流孔出口附近的湍流区域内气体产生极其复杂的漩涡,气体压力和流速自漩涡中心向边缘逐渐变化,随着气体的流动漩涡不断产生和破裂,造成气膜内气体压力波动,导致承载能力快速改变,引起轴承产生微幅自激...
针对参数化修正有限元模型过程中难以利用较少数据建立参数与模态的精准数学预测模型问题,提出一种基于灰色理论调整矢量神经元权重的新型数学模型。使用最小二乘法将结构进行模态计算得到的数据拟合出几种不同的数学预测模型,挑取两个预测精度最高的模型作为输入端,建立神经元模型。为快速准确地计算权重,自定义神经元矢量求和运算方法。输入样...
在多尺度线调频基稀疏信号分解的基础上,提出一种时变系统的模态参数识别方法。该方法先采用多尺度线调频基稀疏信号分解方法对多自由度线性时变振动系统响应信号进行分解,将其分解成多个单模态振动响应信号并得到单模态振动响应信号的瞬时频率;再根据单模态振动响应信号的包络和瞬时频率识别系统的模态频率与模态阻尼比。多自由度线性时变振动...
对中心刚体-功能梯度材料梁系统在平面内作大范围转动的动力学特性进行研究。假设功能梯度材料的物性参数为梁厚度方向坐标的幂函数,在柔性梁纵向位移中计及由于横向变形而引起的纵向缩短项,即非线性耦合变形量。采用假设模态法描述变形,运用第二类Lagrange方程推导得到系统刚柔耦合动力学方程。在此基础上,考虑两种不同梯度分布规律下的功能梯...
数控技术是先进制造技术的基础和核心,已经成为衡量一个国家制造业发展水平的标志。作为数控技术的重要组成部分,数控加工编程技术一直是人们的研究重点和难点。随着航空航天、汽车、新能源、微电子等领域的发展,不断出现的复杂曲面零部件对数控加工编程技术提出了更高的挑战。目前,以实现宽行线接触为目标的宽行数控加工技术已经在加工效率方面...
将多主体系统（Multi-agent system,MAS）分布协同控制的方法应用到封闭空腔结构声控制中,解决整体控制架构的复杂性和智能单元的协调问题。提出由两个相邻弹性板围成的封闭空腔模型,利用模态叠加法分析腔内耦合声场的分布。在此基础上研究基于MAS的智能控制方法处理复杂的封闭空腔耦合噪声场的基本理论和可行性。通过对噪声控制问题进行逐层分...
某固体火箭发动滚动球窝喷管结构设计,必须保证在承受极端工作载荷时,系统满足最大摆角要求,摆心漂移及作动力矩皆在设计许可范围内。系统摆动中,其接头内部,滚动体与阴、阳球及保持架接触碰撞,各构件运动状态复杂。为解决决定系统结构设计和功能发挥的摆动性能这一关键问题,用并联非线性弹簧阻尼器,模拟滚动体与保持架间的弹性碰撞;用有限元法...
提出基于归一化Laplacian矩阵有监督最优局部保持映射（Normalized Laplacian-based supervised optimal locality preserving projection,NL-SOLPP）维数化简的故障辨识方法。构造全面表征不同故障特性的时频域特征集,利用NL-SOLPP将高维时频域特征集自动约简为区分度更好的低维特征矢量,并输入到Shannon小波支持向量机中进行故障模式辨识。NL-...
五轴联动数控系统执行端铣3D刀具半径补偿功能时,当刀轴矢量与曲面法矢量非常接近时,相邻插补点处的半径补偿矢量会出现转角过大的现象,从而引起机床直线轴的速度突变。在建立切触点到刀心点再到机床轴的传递关系的基础上,分析半径补偿矢量存在奇异解并引起机床轴运动突变的原因。以平底刀为例给出相应的控制算法。通过旋转优化奇异区域内各插补...
空间环刀轨可以提高加工效率及曲面的最终加工质量。调和映射方法是生成空间环刀轨的重要方法,但由于参数曲面中心与原始曲面加工中心拓扑不一致,直接用调和映射方法生成的空间环刀轨起始加工位置不可控,很多情况下起始加工位置并不适合加工。在对定向二维流形三角网格曲面调和映射深入研究的基础上,提出一种基于改进调和映射方法的空间环刀轨生...
受可视化系统软硬件性能的限制,复杂机械产品仿真分析的大规模结果数据往往难以实时渲染和交互,由此提出一种基于物理属性的CAE网格模型简化方法。引入基于物理属性的节点重要度,将节点重要度加权到节点初始二次误差中,同时将整体网格的物理属性总和分散到每个节点,使得CAE网格模型简化能同时考虑节点物理属性误差和节点几何误差;计算各节点的近...
板条状结构的设计域具有较大的长宽比,常规的拓扑优化方法无法获得清晰的、周期性的拓扑形式或求解困难。以结构的最小柔度为目标函数,单元相对密度为设计变量,构建周期性拓扑优化问题的数学模型。提出一种基于变密度理论固体各向同性微结构材料惩罚模型法（Solid isotropic microstructures with penalization,SIMP）的周期性拓扑优化的方法。...
零件表面由多个精度存在差异的特征组成,在模型配准时若不考虑精度的影响,则低精度部位的数据会使配准位姿偏离,造成配准结果不准确。为解决此问题,提出一种考虑特征区域精度差异的模型依次配准方法：先用高精度特征区域进行配准,该次配准确定模型变换空间中的一组标准正交基并约束了一些配准主方向;然后用低精度特征来配准,通过将配准变换向正...
R＊-树可有效提高散乱点云、网格曲面等数据的处理效率。为降低R＊-树结点的重叠度,提高其空间利用率,将结点分裂作为模式聚类问题,采用高斯核均值漂移对结点进行模式聚类,将收敛后的模式点数量作为最佳分裂数,并以模式点为初始值结合k-均值实现R＊-树的结点自适应分裂。试验证明,该算法可实现各类复杂几何对象的R＊-树结点分裂问题,降低R＊-树...
等几何分析方法采用非均匀有理B样条（Nonuniform rational B-spline,NURBS）基函数作为待分析物理场的插值函数,使得等几何形状优化中的设计模型、分析模型和优化模型能够用NURBS统一进行表达,避免了模型转换过程。拓扑复杂结构的等几何形状优化常采用多块面片拼接方法进行建模,然而面片拼接方法需要将结构划分成多个适用于分析的完整面片,不便...
普通链条输送机构常应用于平稳、低速的自动化生产线上。由于链条的柔性特点,也常用于高速冲击等复杂工况下的输送机构。为了减小多边形效应,提高动力学特性,提出一种新型高速输送链,并对结构进行设计、对运动进行仿真分析;利用ADAMS软件建立新型高速输送链的多体系统动力学仿真模型;进行仿真分析与试验研究,试验表明：仿真数据与试验结果基本相...
废弃线路板（Printed circuit board assembly,PCBA）上装配有大量高价值和有毒有害的元器件,一直是废旧电器电子产品（Waste electric and electronic equipment,WEEE）资源化关注的焦点。目前废弃线路板的资源化以材料循环利用为主,但研究发现线路板废弃时其上的元器件仍然具有良好的性能。为了实现废弃线路板上元器件的重用,在分析线路板组装...
根据动梁式龙门机床双轴同步系统的结构及运动特点,将双轴同步系统的动态特性分为平动和扭转两部分分别进行动力学建模。基于模型推导出双轴不同步误差的解析计算公式,得到双轴同步系统中各结构参数以及加速度、速度输入信号对于不同步误差的定量影响关系。分析得到两轴传动刚度比、摩擦阻尼比以及机械耦合部分重心移动对于不同步误差的影响关系...
为了研究高速铁路轮轨材料匹配对轮轨摩擦副滚动接触磨损性能的影响,将三种高速车轮材料分别与钢轨材料匹配,利用滚动接触摩擦磨损试验机测试各摩擦副磨损率,比较研究成分变化对车轮材料力学性能和轮轨摩擦副滚动接触磨损性能的影响。结果表明,在常规的高速车轮材料中增加碳的质量分数能提高材料的强度和抗磨损性能,但材料塑韧性下降;在常规的高...
随着信息时代的发展,微功能器件已变得越来越重要,制造具有尺寸精度高、表面质量好和加工误差小的微零件提出了新的挑战。利用高速微铣削加工不同材料的微沟槽,研究沟槽底面质量和沟槽立面毛刺特性和变化规律,为微零件的加工提供理论依据和技术指导。从理论角度引入微铣刀切削刃微切削和划过表面的次摆线模型,对铣削表面形成原因和毛刺产生机理...
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