智能机床成为机床装备发展的趋势.在介绍国内外智能机床的研究现状的基础上,分析目前智能机床技术研究的三个问题,提出智能机床的狭义和广义定义;给出智能机床的包括人计机的协同性、整体与局部的协调性、智能的恰当性与无止性、自学习及其能力持续提高性、自治与集中的统一性、结构的开放性和可扩展性、制造和加工的绿色性、智能的贯穿性八个智...
提出一种机床整机动态分析指导薄弱部件改进的优化思路,即通过对机床整机的动刚度进行分析,辨识出不同激振频率下整机中的薄弱环节,明确优化目标,提高优化效率.利用ANSYS Workbench软件对一种卧式加工中心进行谐响应分析和模态分析,辨识出立柱是整机x向和z向动刚度的最薄弱环节.以立柱结构为优化对象,运用灵敏度分析法计算出立柱质量和固有频率...
高速主轴系统切削稳定性直接影响产品的表面加工精度和切削系统的使用寿命,是评价高速主轴系统性能优劣的重要因素,而研究影响切削稳定性的因素并制定提高稳定性的合理途径同样也受到关注.提出从稳定性评价准则及系统频响函数的不同求解方法入手,分析无条件稳定区和有条件稳定区的影响因素,总结出系统所受激励、主轴转速及系统结构是影响切削稳...
机床特性主要依赖于零部件刚度及结合部刚度组成的系统刚度特性,滚珠导轨结合部刚度是系统刚度的主要组成部分.滚珠导轨副由若干个滑块和轨道组成的滚珠导轨单元结合部构成,一个滚珠导轨单元结合部包括多列、多个圆柱面-球面结合面.基于单位面积结合面基础特性参数,提出一种直线滚珠导轨圆柱面-球面结合面静特性解析方法,并通过实例计算与加载试...
阐述电伺服拉床的机电一体化系统结构,介绍拉床工作台的双伺服同步驱动系统及双滚珠丝杠机械传动机构.为提高拉削过程负载断续变化时主溜板同步运行的精度,从提高单轴伺服系统本身抑制负载扰动性能的角度出发,设计基于扰动辨识和补偿机理的自校正算法,重点分析其原理.基于该自校正算法设计并实现了双轴同步驱动的控制策略,该控制策略具有简单可...
针对类回转体曲面高速进给数控加工,提出螺旋线驱动方式下圆环刀具加工轨迹的规划方法.构造螺旋线作为类回转体曲面的导动线,根据曲面上已知接触点轨迹的切线方向估算后续导动点对应的初始接触点.计算初始接触点处圆环刀具的刀心位置,再计算初始刀心位置与后续导动点对应的目标刀位点分别在圆周方向以及轴向的距离差值,利用相邻刀位点与相邻接触...
基于并联机构的影响系数法和虚功原理构建天线副面调整机构的完整刚度模型.该模型综合考虑主被动关节弹性变形和外力/力矩的影响,且给出二阶影响系数矩阵具体的转置形式.构造单分支支链的轴向线刚度模型,考虑虎克铰和球铰对分支杆轴向刚度的影响.通过引入变动参数求解得到副面调整机构在定平台可动时的完整刚度矩阵,充分解决副面调整机构在空间...
采用数值模拟方法对鲹科模式机器鱼的自主游动机理进行研究.通过求解三维机器鱼自静止状态起动,逐渐加速并最终收敛到稳态游动的动力学过程,探讨自主游动过程中运动学和力能学参数的时间历程规律,并通过改变机器鱼的运动学参数来研究其自主游动的水动力性能,揭示力学机理和流场结构.结果表明,机器鱼自主游动过程中,速度和力呈现明显的非定常变化...
两转一移（2R1T）并联机构转动自由度的轴线包括瞬时转轴和连续转轴.转轴的性质和在空间的分布对2R1T并联机构的轨迹规划和运动学标定等具有重要意义,尤其是在对末端姿态能力要求高的应用如五轴数控加工中更为重要.五自由度Exechon混联加工中心被广泛应用于高端制造业,其由属于2R1T并联机构的2-UPR-SPR并联机构和RR串联机构组成.运用螺旋理论,建...
建立机构拓扑结构复杂性和位置正解求解难易性的关系,提出按机构耦合度k大小来分类求解并联机构位置正解全部实数解的数值法,可使正解问题求解容易,具体内容包括：对39种不同构型的6-SPS并联机构,按6种基本机型、33种衍生机型的拓扑结构及其耦合度值分为k=0、1、2、3四类,分析得到了动平台边数、支链类型影响耦合度k值大小的规律.对不同k值的并...
从咽颌运动模式鱼类胸鳍的骨骼结构和神经肌肉控制机理出发,充分发挥导边鳍条和后缘边鳍条的引导作用,设计一套新型的柔性仿生胸鳍,建立此仿生胸鳍的样机及其运动学和动力学模型.并对仿生胸鳍的推进运动进行了仿真分析和试验研究.将上述仿生胸鳍推进运动的仿真结果、试验结果以及实际胸鳍推进运动的观测结果进行了比较研究可以看出,所建立的仿生...
工业生产系统在运行过程中不可避免地要面临各种环境因素的随机波动,由此会引起系统性能波动而造成设备故障发生.以运行阶段系统所处的环境因素为研究对象,对环境因子和环境敏感系统进行说明,并对温度、湿度、振动等环境胁迫因子对设备系统性能的影响进行分析.针对环境敏感系统提出环境胁迫响应模型：在环境胁迫条件下,系统性能下降处于潜在故障...
炮架是火炮的支撑部件,其静刚度对火炮的射击精度有重要影响.基于典型火炮结构的相似性,首先建立适用于典型火炮炮架的简化力学模型,提出检验典型炮架静刚度的评估方法.根据火炮力学模型建立典型火炮初始设计的有限元模型,进行多工况下的静力计算,获得了炮架的刚度性能、位移云图及应力云图,讨论了火炮炮架在不同工况下的变形特征和薄弱环节：其...
基于各向异性分形几何理论,考虑微凸体变形特点、表面微凸体承受法向载荷的连续性和光滑性原理,以及区分微凸体分别处于弹性、塑性变形时的一个微凸体实际微接触面积,建立固定结合部法向接触力学模型.采用二变量Weierstrass-Mandelbrot函数模拟各向异性三维分形轮廓表面.推导出划分弹塑性区域的临界弹性变形微接触截面积、结合部量纲一法向载荷...
控制力矩陀螺群（Control moment gyroscopes,CMGs）作为姿态控制执行机构被广泛应用,但是自身的高频振动特性直接影响星体的姿态精度和稳定度.为能有效地提高星体的姿态精度和稳定度,通过使用六自由度隔振平台处理CMGs产生的高频振动,并对隔振平台的应用进行多任务要求下的协调性研究.建立含有隔振系统和挠性帆板的整星动力学模型,通过对模型的...
针对带齿薄壁短圆筒振动分析的试验模型简化问题,基于相似理论提出一种动力学相似模型的设计方法.以带3个锥形齿的薄壁短圆筒为典型研究对象,应用Donnell非线性应变-位移理论建立数学模型,得到带锥形齿薄壁短圆筒的频率方程,并使用量纲分析法建立带锥形齿薄壁短圆筒原型与完全几何相似模型的动力学相似关系,在此基础上,重点研究简化为不完全几何...
提出一种流形网格曲面上曲线阵列复制方法,达到曲线重用与再设计的目的.网格曲面上的曲线用测地B样条表示,使对曲线的操作可以转换为对曲线控制顶点的操作;引入离散指数映射理论将给定的源曲线控制顶点映射到切空间,获得它们的法坐标,按照曲线阵列前后控制顶点法坐标保持不变的原则,建立曲线阵列前后控制顶点的对应关系,实现曲线的有规律多重复...
柔性铰链是挠性加速度计的关键部件,其性能和结构参数直接影响到加速度计的性能.给出柔性铰链的最大应力、转角及沿敏感轴转动刚度的计算公式,结合失效条件给出柔性铰链失效前最大转角的计算公式.当几何参数不变时,柔性铰链在失效前的最大转角与材料的强度和弹性模量之比有关.以构件失效抗力指标为材料选择原则,分析正常工作载荷和过载载荷下柔...
针对数控自动编程中交互式图形文件存储图元的无序性,提出基于贪心算法和遗传算法的新型多轮廓混合轨迹加工路径优化方法,利用遗传算法对各个轮廓轨迹的前后加工顺序进行优化排序,并融合贪心算法对某种加工顺序中相邻轨迹段之间的空行路径的控制点进行选择,进而计算总空行程和个体的适应度,然后对个体进行评价选择、交叉、变异等遗传操作.该算法...
矫直曲率半径作为矫直工序的核心工艺参数,对管材特别是薄壁管材的矫直精度起到决定性作用.而目前在薄壁管材的矫直生产中,仍然沿用经典理论的数据图表,结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立精确的矫直曲率半径数学模型以指导生产,为此基于薄壳构件弹塑性理论及其相关假设建立了针对薄壁管材矫直变形区的应力应变关系模型,进而对变形区...
航空航天制造业结构件的高速铣削加工中,在切削力作用下由整体铣削刀具挠度变形所引起的工件表面让刀误差,严重制约零件的加工精度和效率.针对这一问题,通过建立铣削力精确预测模型,结合刀具刚度特点,对工件让刀误差进行预测分析.将切削速度和刀具前角对切削力的影响规律引入二维直角单位切削力预测模型,并通过试验进行相关系数标定.借助等效前...
大型整体薄壁结构件在航空、航天工业中得到了广泛应用.但由于其刚性差,在铣削加工过程中常常出现铣削力过大而引起较大的变形,严重影响工件的加工质量和精度.针对上述问题,提出一种有限元正交优势分析方法,用以优化铣削参数,减小铣削产生的零件变形.该方法采用正交试验设计规划指导有限元铣削加工变形分析的参数方案设计,通过不同方案的计算结...
用数值仿真分析Al2O3/ZrO2（Y2O3）陶瓷刀具切削刃表面的温度场、应力场变化.采用瞬态和稳态有限元法确定模拟的初始变量,基于Deform2D和Johnson-Cook流变模型构建仿真切削模型,并对Al2O3/ZrO2（Y2O3）陶瓷刀具加工1045淬火钢进行仿真切削,实际切削和仿真切削的结果对比具有等同的一致性.结果表明,用Lagrange和任意拉格朗日欧拉方法获得稳态切削...
基于弹簧铰链的平面被动式柔顺机构拓扑优化金莫辉张宪民朱本亮王念峰（华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640）摘要：柔性铰链柔顺机构创新设计的方法较少，常用的刚体替代法未考虑不同拓扑之间的性能差别，且过分依赖现有刚体机构拓扑，限制了柔顺机构拓扑的丰富性。为了在不参考现有刚体机构的情况下，直接由问题描述创新设计出柔性铰链...
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