微纳操作系统是精密操作、精密加工领域重要组成部分。微纳操作系统的载物平台负责放置样品和大行程搬运样品，需要大行程、高精度的定位。宏微结合的方法能弥补精密定位平台行程不足的缺点，而并联机构能实现高精度定位，因此采用3PRR（3自由度，每条支链包括一个移动副（P）驱动和两个转动副（R））并联平台作为扫描电子显微镜（Scanning elec...
旋量键合图将旋量理论与键合图相结合，兼具了旋量理论描述空间并联机构简洁、直观及键合图多能域建模统一、规范的特点。对空间并联机构基本组成单元——构件和运动副，利用旋量键合图，构建动力学模型，并进行模块化处理。在此基础上，调用单元模块，就可建立与可视化的机构一一对应的并联机构旋量键合图模型，按照规则化推导方法，得到适用于...
从弹性系数的影响因素出发，完善最小势能指标。基于大量试验，得到影响扭簧系数的因素为主观因素和客观因素。标准化客观因素，用聚类分析方法对主观因素分类，利用多元线性回归方法得到弹性系数与目标点之间的具体数学表达通式。用最小势能指标预测人臂达点臂姿，验证弹性系数，并与其他指标的预测结果对比。结果显示基于提出的弹性系数的最小...
基于矩阵QR分解，提出一种具有通用性的少自由度并联机构运动学建模方法，建立少自由度机构正、逆一二阶影响系数矩阵，同时得到了少自由度并联机构操作端的速度、加速度的约束方程及一二阶约束矩阵。基于虚功原理，建立少自由度机构的柔度模型，并在此基础上推导出少自由度并联机构在各维方向刚度表达式。分析3RPs机构的运动学输出的耦合性，建...
为克服布线时柔性线缆因复杂空间形态而导致的难以精确地描述其运动状态、力学性能等问题，基于弹性细杆思想，建立大变形柔性线缆动力学模型，分析大变形线缆力学特性。建立线缆考虑空间约束、自重及拖拽与摩擦作用的动力学模型：推导大变形线缆的本构关系与运动参数表达式，并进一步构建典型运动情形下大变形柔性线缆的动力学模型；通过对线缆...
高速角接触球轴承由于存在加工和装配误差，内外套圈之间总是不同程度地存在着倾斜。当倾斜超过一定限度时，轴承的精度、刚度、温升和寿命会受到严重影响。针对现有的关于轴承套圈倾斜问题的研究未考虑高速离心效应及润滑的影响，难以准确反映高速轴承套圈倾斜角允许范围的不足，建立一种综合考虑套圈倾斜、高速离心效应和润滑影响的轴承动态特...
针对民航发动机的特点，提出一种基于涡轮叶片外场故障数据及快速存取记录器（Quick access recorder,QAR）历史数据的涡轮叶片剩余寿命评估方法。从发动机QAR数据中提取涡轮叶片使用载荷谱，进而借助寿命损耗模型估算涡轮叶片的累积损伤量，并进一步评估涡轮叶片的剩余寿命。以涡轮叶片的蠕变损伤失效模式为例验证方法的可行性，方法可推广应用...
平板式钻井液叠层筛网在钻井液振动筛上得到广泛应用，研究振动筛的结构参数和安装参数对其自由振动的影响可为振动筛和筛网的设计及使用提供依据。提出将使用螺栓绷紧方法安装的筛网模型简化为弹性支承多跨单向连续矩形薄板模型，忽略筛网上的结构非线性特征，整张筛网看作由被底部橡胶支承条划分为k＋1块的小矩形板组成。基于弹性矩形薄板振动...
优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少车桥减速器齿轮、轴承座和箱壳的重量，设计出在工作齿面采用大压力角，在非工作齿面采用标准压力角的双压力角弧齿锥齿轮。推导双压力角弧齿锥齿轮齿廓的球坐标方程，依据SIV后桥主减速器对称弧齿锥齿轮的设计参数，在PRO／E环境下建立双压力角弧齿锥齿轮三维模型，并建立有限元接触模型，对齿面接触应力进...
图信号处理（Graph signal processing，GSP）是由谱图理论发展起来的新研究领域。图傅里叶变换（Graph Fourier transformation。GFT）是图信号关于图拉普拉斯矩阵特征函数的展开，也是GSP的基础。对路图的GFT进行分析，发现GFT得到的特征值谱与经典的傅里叶变换（Fourier transformation，FT）频谱有一一对应关系，同时，特征值谱的幅值与特征...
近十年来，作为一种可以显著提高界面性能的方法，表面织构已成为国内外界面科学领域的一个研究热点。微细加工技术的进步，使得通过精确控制织构的形状和尺度，优化其界面性能成为可能；仿生技术的发展为表面织构设计提供了源泉；对表面织构作用机制的深化理解促使了其应用领域的扩展。目前，表面织构的应用已涉及减摩、抗磨、增摩、减振、抗粘...
利用超音速等离子喷涂技术制备了不同喷涂功率条件下的NiCr-Cr3Cz涂层，结合表面自由能理论研究了其表面摩擦学性能。利用Owens—Wendt几何平均法计算了涂层的表面自由能及其分量。对比发现，涂层孔隙率、显微硬度和摩擦因数均随着喷涂功率的变化而变化，且其变化趋势与极性分量均表现出一定的相似性。分析表明，受喷涂功率的影响，喷涂粒子的温...
利用环境扫描电子显微镜（ESEM）和原子力显微镜（AFM）表征红瓶猪笼草蜡质滑移区表面微观形貌，并提取粗糙度的相关参数。利用AFM分别在低载荷和高载荷下对蜡质区表面同一区域进行扫描，在不同条件下的扫描形貌一致，且扫描后的探针针尖上未发现附着污染物。利用胶体探针技术在无针尖的探针悬臂上粘附15μmSiO2小球，模拟单根刚毛与猪笼草蜡质区...
基于Gauss分布函数和指数自相关函数关系建立三维粗糙表面的数学模型，获得密封面的数值粗糙表面。进而在三维数值粗糙表面的基础上，采用流动数值分析方法，对金属垫片密封结构的气密性进行了研究，分析表面粗糙度、应力以及材料力学特性等相关参数对泄露率的影响。为构建泄漏率表达式，引入流量因子表征现有模型泄漏率与平行圆板模型的差异，...
社会科技的进步和市场竞争的白热化，以及以顾客为中心的市场导向，都使得多品种、小批量生产成为了目前制造业的主流趋势，然而由于加工数据的缺乏，多品种、小批量生产过程的质量控制和分析却成为了一个棘手的问题。为了破解这个难题，提出一种基于模糊物元的小批量生产“典型工序”能力分析方法。采用模糊物元分析的方法，将一个工序看作是一...
针对目前基于离散采样点进行基准平面拟合时没有考虑基准平面受约束的问题，提出一种基于三维凸包的带约束的基准平面拟合方法。该方法利用计算几何中的凸包理论，使用增量算法快速构建平面特征离散采样点的三维凸包。其次根据基准平面的定义，确定基准平面处于不同基准优先级时被其他基准特征约束的自由度以及建立基准的方法。在此基础上利用三...
针对不确定作业车间环境下物料配送路径优化问题，采用能反映制造单元相对生产负荷及其变化趋势的瓶颈指数和瓶颈漂移指数表征实时变化的制造单元物料配送优先级，对路径选择过程中违反此优先级的行为设置惩罚成本，提出以最小化包括车辆运输成本和违反优先级的惩罚成本在内的总配送成本为优化目标，建立了时变的物料配送路径优化模型。在此基础...
提出五轴加工仿真中基于隐式血面理论的通用刀具扫描体建模方法。为了提高布尔减运算时间性能，采用隐式曲面能够高效判断扫描体与工件体素数据场点集的位置关系，避免耗时的空间相交计算。定义通用刀具体的隐式曲面模型；根据刚体运动框架理论，建立工件框架与刀具框架的映射关系，利用逆向运动法确定曲面边界范围，将刀具体线性位移和旋转角度...
针对现有基于柔性铰链的微动平台动态特性受材料特性、设计制造等误差影响，难以满足精密微动平台对动态响应（特别是可变频率操作）的高要求，基于应力刚化效应，提出了动态特性可调的微动平台设计新方法，推导预应力作用下-端固定-端导向梁的等效刚度和质量公式；基于对称布置假设，建立含有弹片式柔性铰链（下面简称弹片）组数（离散变量）和...
针对目前航空发动机叶片进排气边加工精度和表面质量较差的问题，提出了一种基于机床运动学约束球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法。建立刀位优化变量与刀位数据之间的关系方程，同时建立刀位数据与机床回转轴角度之间的运动变换方程，从而推导出刀位优化变量与机床回转轴角度之间的关系方程。通过求解上述方程得到球头刀多轴加工复杂曲面的刀轴矢...
针对桥式起重机主梁的轻量化设计方案对主梁强度、静态刚度的影响问题，基于相似理论和弹性静力学，采用方程分析法推导出原型主梁与相似主梁应力场相似的相似准则。依据主梁结构形式及受力特点，设计切实可行的主梁结构模型试验方案，开展轻量化主梁结构模型试验研究。结果表明，轻量化主梁在跨中截面腹板下半部分的弯曲正应力有一定程度的增加...
丝杠传动系统是数控机床的关键部分之一，针对单推．单推和双推．单推支承型式丝杠传动系统的预拉伸力计算和确定问题，通过分析认证，指出现行的结论存在以下不足和缺陷：在只考虑轴向负载因素时确定的预拉伸力在一般情况下过大；以及没有给出综合考虑最大轴向负载和热伸长变形两种主要因素时的预拉伸力计算和确定方法，或只按照热变形补偿方式...
白层是高速硬切削的特有现象，对加工表面完整性和零件的服役性能有着重要影响。针对高速硬切削加工表面白层问题，进行了对GCrl5淬硬轴承钢高速硬切削试验和表面白层测试，研究了不同切削条件下的白层形成机理，分析了切削速度和刀具磨损状态对白层特征的影响规律。分析结果表明，白层厚度随切削速度和后刀面磨损的增大而增大，而其分布的均匀...
SiC单晶具有优良的物理和机械性能，在微电子和光电领域得到了广泛应用，然而由于其高硬度和脆性，晶片的制造非常困难、效率低下。为提高SiC单晶片的加工质量和加工效率，分析了SiC单晶片线锯切割过程中的受力情况；从切屑变形和摩擦两个方面，建立单颗磨粒的法向和切向受力模型，进而得到线锯切割力与工艺参数及线锯物理属性的关系模型：设计...
船用柴油机曲轴轴线不连续、长径比大，刚性差，在自身巨大的重力和随动磨床夹具夹紧力的作用下容易产生复杂的弹性变形，曲轴各档主轴颈的同轴度变差，严重影响连杆颈的磨削精度。研究一种曲轴随动磨削中的自动校直系统，设计主轴颈中心位置在机检测装置，建立主轴颈中心偏移量计算模型，并分析影响测量结果的主要因素。并对伺服中心架机构进行...
Nomex蜂窝复合材料的超声切割技术克服了传统高速铣削中存在的工件固持困难、加工粉尘大等问题。基于断裂力学研究Nomex蜂窝复合材料的超声切割机理，为超声切割工艺参数优化以及超声波声学主轴的优化设计提供理论依据。根据直刃刀超声切割Nomex蜂窝复合材料加工工艺，建立直刃刀的运动学方程，分析得到超声切割断续加工过程中直刃刀与材料相互...
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