平面内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动是一种新型蜗杆传动，为了获得优良的啮合性能，其设计参数的选择是一个复杂而困难的问题。针对这一问题，以微分几何和空间啮合理论为基础建立传动副的啮合性能方程，提出一种在保证蜗杆强度和齿面不根切等的条件下，基于传动副宏微观啮合性能的多目标蜗杆参数优化设计方法。选用遗传算法进行计算求解并得出合理...
基于系统动力学模型，针对2点间获取具有最优工作时间负载轨迹问题进行了系统研究。考虑到机械手本身构型特点及动力学模型的完备性与通用性，以多体动力学理论为指导，建立在罗德里格公式定义的系统构件旋转矩阵和Chales定理基础上，采用拉格朗日原理构建系统动力学模型。进而采用线性迭代法（Iterative linear programming，ILP）与系统动力学...
从揭示鱼类外形仿生和运动仿生中蕴含的仿生机理出发，提出一种机器鱼自主游动中的流体结构耦合新方法，该方法将流体变量和结构变量同步进行推进，并在每个迭代步内进行子迭代，因而提高了算法的稳定性。将鱼体游动介质分为流体介质、结构介质和相互作用的交界面介质，分别建立三种介质的动力学方程。采用隐式耦合方法，给定鱼体变形为输入，将...
提出基于位移子群的构态重构理论模型，由此探讨约束驱动的空间变胞运动链连续衍生设计策略。通过结合机构构态含拓扑与功能两方面变化特性分析，定义变胞机构中可重构特性的内涵，并将其封装进变胞结构单元，即变胞单元，依据此构建空间运动链构态特性的约束模型，分别构建构态约束矩阵与构态约束特征图，分析约束驱动生成运动链群的构型思想。...
提出基于倒频谱分析的航空发动机碰摩部位识别方法，利用倒频谱分析方法，从机匣振动加速度信号中分离出传递路径特征，该特征反映从碰摩点到机匣测点的传递路径信息，因此，不同的碰摩部位将具有不同的传递特征信息，并以此提取出20个碰摩部位识别特征。利用航空发动机转子试验器模拟大量不同部位的碰摩试验，对不同碰摩部位的试验样本进行特征...
考虑齿轮齿顶修缘，基于ANSYS软件建立了直齿轮啮合有限元模型，基于该模型确定了未修缘以及不同修缘量下的时变啮合刚度和静态传递误差，并将其引入齿轮．转子系统的有限元模型，分析了齿顶修缘对系统振动响应的影响。研究表明：随着齿顶修缘量的增加，时变啮合刚度以及静态传递误差在啮入点以及单双齿啮合区交替处的突变减少；在一定转速内，...
将主体的概念应用到结构声有源控制中，探讨智能降噪技术。分析一个包含两弹性板的矩形封闭空腔内的耦合声场特性。由于简支的两弹性板之间的耦合很弱，耦合效应被忽略，因此考虑在两个弹性板上分别作用一点力致动器，并综合智能控制算法，构造内部结构基本相同的两个控制器主体。应用协调体结构中的竞争和从属协调机制将两个控制器主体耦合起来...
大规模的工业生产对透平机械的转子稳定性提出了更高的要求，对稳定性的评价及改善技术的需求极为迫切。采用电磁激振器进行正弦扫频试验，用最小二乘法在频域对转子轴承系统的频响函数进行估计来提高数据精度，并使用均值滤波抑制频响函数的高频噪声使得频响特性更加清晰。再利用变换矩阵，将实数域的传统多输入多输出频响函数转化到复数域直接...
提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法，建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系，分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数，将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知量，建立滚珠丝杠副接触角模型。在此基础上，根据Hcrtzian接触理论建立了滚珠丝杠副的轴向刚度模型，该模...
针对齿轮发生故障时，其不同频带能量分布与其故障状态间存在一定的映射关系，提出一种基于集合经验模式分解与灰色相似关联度相结合的故障诊断方法。引入循环统计学的思想对传统形态滤波方法进行改进，定义顺序形态滤波器，并结合实际选用最简单的直线结构元素，对实测齿轮原始加速度振动信号进行顺序形态滤波降噪预处理。采用集合经验模式分解...
应用计算流体动力学理论和仿生设计方法，模仿雪花的分形结构，在高速列车车厢表面设计了Koch雪花表面织构，探求其对降低高速列车车体表面空气摩擦噪声的影响。采用非结构化混合网格和RNG k-ε模型求解可压缩N-S方程，基于宽频噪声源模型求解空气摩擦噪声分布。计算结果表明：在Koch雪花织构内部产生二次涡，大大降低了空气与高速列车表面的空气...
针对固液两相软性磨粒流加工时间长，效率低的缺陷，提出一种软性磨粒流超声强化方法。该方法基于流场的欧拉-欧拉多相流模型和k-ε双方程湍流模型，将Navier-Stokes方程的声场模型与流场模型进行耦合。利用CFD流体分析软件，在有无加载超声波的两种情况下，对两者流场内的压力、速度及湍动能等相关参数进行对比研究分析，通过流体方程的求解得到...
针对均质自润滑陶瓷刀具材料不能合理兼顾减摩性能及耐磨性能的难题，运用功能梯度材料的设计思想研制出一种梯度自润滑陶瓷刀具材料。这种新型自润滑刀具材料的特征是固体润滑剂由其表层向内层梯度减少，并且材料表层存在残余压应力。提出多元梯度材料的组成分布模型，按该模型得出的组分梯度设计结果，采用粉末叠层铺填与真空热压烧结工艺制备...
机床作为机械制造行业的“母机”，数量大、能耗高、效率低。近年来，学者们为建立精确的机床能耗模型已做大量工作。针对典型切削机床能耗的建模现状，从切削单元能耗、加工阶段整机能耗、工艺单元能耗三个层次进行综合分析。进而从节能优化、产品绿色性评估、企业资源配置、机床绿色设计四方面对机床能耗模型的应用进行论述。目前，机床能耗的...
液体静压主轴是精密、超精密机床的核心功能部件，虽然已在工程领域获得广泛应用，但其回转误差的形成机理长期以来并不明确。利用现有的静压主轴计算模型，难以对主轴从静平衡位置到动态回转误差轨迹的过渡过程进行定量精确的计算和仿真，难以揭示出回转误差运动的扰动因素与主轴位置、轴承流量和油膜力等因素之间的内在联系，因而不能从物理本...
提出一种混合闭环伺服控制系统，应用在交流伺服电动机驱动的双肘杆机械压力机上实现可控柔性化加工。通过对伺服压力机驱动系统的分析建立其机电数学模型的前提下，确定伺服控制系统的整体结构组成。针对特定加工工艺的滑块轨迹曲线，通过前馈控制器转换为电动机转角的参考信号，并利用滑模控制和模糊控制技术对滑块位置误差补偿控制器和电动机...
零件表面的质量是产品性能分析与预测中不可或缺的重要因素，其几何形貌特征极大地影响了产品和零件的各种性能指标。在产品的设计和制造阶段，根据实际零件表面的局部测量数据评定其表面特征参数，模拟出该零件的表面形貌，体现真实零件的表面微观结构的特点和表面几何结构参数，
几何精度是数控机床的重要性能指标，基于激光测量原理的“九线法”是几何误差溯源最常用的手段。系统分析“九线法”在应用中存在的三类问题，并对其做出改进，建立新型几何误差辨识模型，该模型可有效提高误差辨识结果的稳定性，且该模型可实现运动副制造安装误差的溯源，以指导机床装配与精度设计。同时，针对传统九线法滚转角误差辨识中存在...
选择拆卸序列规划是产品维修或回收的重要环节，针对目前选择拆卸序列规划算法中自动化程度较低的问题，提出一种基于运动规划的选择拆卸序列规划方法。该方法首先根据复杂产品中零件数量繁多，形状不规则的特点，采用基于自适应动态多树的快速扩展随机树（Rapidly-exploring random tree，RRT）算法对零件进行运动规划。在此基础之上，通过对装...
电解加工技术是航空发动机整体叶盘零件主流加工技术之一。电解加工中阴极进给方向与阳极型面法线方向夹角的均匀性是影响加工精度的重要因素。为进一步提升整体叶盘型面电解加工精度，针对工具阴极进给方向优化设计问题开展研究。通过研究阴极进给方向与阳极型面法线方向夹角变化对电解加工极间间隙的影响，在分析传统进给方向存在的不足基础上...
基板运动台是平板显示扫描光刻机最关键的分系统之一，其精度和稳定性直接影响光刻机的产率、Overlay和成像质量。与IC前道光刻机的硅片台相比，基板运动台具有运动行程更大、扫描速度更快、负载更大、电动机驱动反力更大的特点，
以翼型型线的表达方法为基础，提出结冰条件下风力机翼型设计方法，并在典型霜冰条件下，基于原始翼型WT180优化设计出一种相对厚度为18％的风力机专用翼型ICE180。在自然转捩情况下，用Rfoil计算了ICE180、WT180及NACA63418三种翼型在不结冰以及霜冰条件下的气动性能：在结冰条件下，用计算流体力学（Computational fluid dynamics．CFD）方法...
针对基于知识的计算机辅助创新设计系统可持续应用中的设计知识知识更新问题，从综合利用本体概念自身的语义和概念间的层次结构角度出发，研究基于本体语义块相似性匹配的设计知识更新方法。通过Jena提供的jella．ontology包中的接口函数提取本体元素。综合采用基于元素级本体匹配、基于结构级本体匹配结果，获得本体元素中的匹配概念对和待匹...
随着纳米科学和纳米技术的飞速发展，压电陶瓷驱动的微位移平台逐渐成为精密制造装备中实现微观操作和加工的核心部件。但是压电陶瓷驱动器存在复杂的非线性磁滞效应，会造成系统精度超差，易产生振荡，甚至闭环系统的不稳定。此外，压电陶瓷驱动微位移平台是含输入磁滞非线性的动力学系统，现有数学模型无法精确描述这种复杂动力学特性，造成基...
综合考虑干涉检测效率、精确性和可修正性，提出一种高效、精确的基于STL（Sterolithography）数据模型的五轴数控渐进成形挤压工具与工件干涉检测与修正方法。以八又树分割立方体最小边为基准对STL模型的三角面片细分后再沿边进行离散进而确保离散点云模型的八叉树分割更为均匀，并把离散点八叉树分割模型拓展为一个带有索引序列的八叉树分割模...
针对小型立式加工中心的竖直轴滚珠丝杠进给系统，由于主轴箱等移动部件质量较小而未安装平衡重装置，此时移动部件的重力将直接作用到滚珠丝杠的传动系统上，在重力和初始预紧力综合作用下，丝杠螺母副和轴承副的实际状态将发生变化，进而影响该动结合部的接触刚度。主轴箱等移动部件处于全行程内不同位置时，即丝杠的受力作用点会发生变化，从...
为了提高飞行器等复杂工程系统的设计质量与优化效率，基于模型的优化得到广泛应用。将信赖域思想引入基于模型的优化中，提出基于信赖域的采样空间更新策略，进而发展了一种基于信赖域的动态径向基函数模型优化策略（Trust region based dynamic radial basis function，TR-DRBF）。通过Maximin拉丁超方试验设计方法选取样本点，选用径向基函数...
通过获取的数据进行三维建模的精度直接影响后续的设计与加工制造。目前数据采集有多种方式，而单一数据源建模已经难以满足需求，为解决这一问题，提出一种多源数据融合方法。首先运用基于启发式搜索策略的特征线提取算法提取固定模型的融合区域，然后采用迭代最近点算法实现两模型的空间位置匹配，最后基于迭代拉普拉斯变形对两模型进行表面形...
模具生产过程中充满了不确定性，尤其是返修的工序和次数不确定，使得准确估计和控制模具的生产周期成为一个世界性难题。为了解决这一问题，分别采用考虑返修的串联和混联制造排队系统来描述模具制造过程，在假定订单按先到先服务（First come first served，FCFS）规则进行加工且正常加工和返修时间均服从负指数分布的情况下，分析制造排队系...
由于旋转轴的运动，五轴加工中会产生非线性运动误差，这种非线性误差和进给速度及机床结构等多种因素有关，很难用通用的解析解进行求解。使用五轴功能时，CNC必须实时的计算出非线性误差，并且约束进给速度来控制非线性误差。考虑CNC软件实现中对通用性和计算简洁性的要求，在计算刀路的百线性误差时，不采用求解析解的方法而是用路径中点处的...
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