离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites, IPMC）作为一种特点突出、性能优良的软体智能材料，具有极高的研究和实用价值，受到了国内外研究人员的广泛关注。基于此，对IPMC驱动器的基本原理、结构组成，及其在机器人领域中的应用现状进行了总结，重点分析新近出现的离子交换薄膜和复合电极材料的特性及其对IPMC性能的影响，...
载人月球探测是无人月球探测的必然发展趋势，载人月球车是载人月球探测中必不可少的探测工具和手段。宇航员驾驶载人月球车进行月面探测任务，在进行转向行驶时，车轮实际速度方向与滚动方向不一致，此时土壤对车轮产生侧向力的作用。载人月球车车轮运行在月球真空、大温差、松软月面土壤的恶劣条件下，与传统地面橡胶车轮不同，采用弹性筛网形...
湍流测量对研究海洋微观和宏观运动具有重要作用，翼型剪切流传感器是目前观测海洋湍流的有效工具。水下滑翔机由于运动稳定，是翼型剪切流传感器的理想搭载平台，可为海洋湍流测量提供新的技术途径。通过面向翼型剪切流传感器与水下滑翔机的集成开展研究，完成海洋微结构湍流测量水下滑翔机的设计，并进行南海测试。考虑剪切流传感器工作要求和...
提出一种单支链含闭环五杆结构单元的新型3-5RS并联机构，该机构结构简单，求解容易。利用封闭矢量环法计算位置正反解，基于杆长约束方程求导得到了速度以及加速度输入输出方程，建立速度雅可比矩阵。给出机构在一般构型下的工作空间，基于雅可比矩阵分析了机构的静刚度，结果显示该机构相比于支链为开环结构的3-RRS并联机构，其刚度性能明显提...
引入生物控制理论改善步行辅助中人机交互柔顺性和多关节协调自律控制的问题，探索一种以中枢模式发生器（Centralpattern generator, CPG）网络为核心的、具有“对外交流、对内抑制”双重机制的人机交流协调控制方法。建立左右髋关节独立CPG单元及其对外交流机制，充分保障左右髋关节处的人机运动交流；建立CPG单元间的内部抑制机制维持髋关节...
柔性铰链已广应用泛于工程中多个领域，为了解决柔性铰链材料及几何构型同时优化的问题，对铰链的力学建模方法及优化设计算法进行了深入研究。根据柔性铰链的特性，即由圆周对称分布的柔性单元组成，将柔性单元简化为超静定梁，应用虚功原理推导了柔性单元的径向及切向刚度，并根据力平衡条件及变形协调条件，推导铰链的整体刚度，该刚度为材料...
考虑径向间隙、滚子凸度等因素，采用切片方法处理偏斜滚子与滚道之间的三维线接触问题，提出径向力和弯矩联合作用下圆柱滚子轴承载荷分析方法；基于Hertz接触和弹流润滑理论，获得了滚子与内外滚道之间的时变摩擦力和摩擦力矩，进而考虑滚子与保持架之间的非连续弹性碰撞，建立变载偏斜圆柱滚子轴承打滑非线性动力学模型。与文献结果、试验测...
针对旋转机械往往存在振动过大的问题，提出了采用永久磁铁构成的变刚度机构实现转子系统抑振和吸振。首先应用电磁学理论推导了永磁变刚度机构的刚度公式并进行分析；其次将永磁变刚度机构应用于转子系统的振动抑制并进行了试验研究；最后设计了含永磁变刚度机构的旋转机械动力吸振器，并进行了转子一吸振器系统的动力学仿真和试验研究。结果表...
基于统计接触理论和等效粗糙接触表面假设，考虑微凸体在加卸载及动态载荷下的变形特征，建立了结合面法向静、动态接触模型，获得了单位面积法向静、动态接触刚度与接触阻尼（基础特性参数）。基于Kadin和Etsion的粗糙表面弹塑性卸载接触模型，通过引入微凸体卸载过程中残余变形与最大变形量及最大接触载荷之间的函数关系，建立静态加卸载接触...
齿轮噪声和变转速工况干扰下的滚动轴承故障诊断存在两个问题，一是转速波动限制了齿轮噪声滤除算法的使用，二是常用于克服变转速条件的阶比跟踪技术存在计算效率低及包络畸变等问题。为避免这两个问题，提出基于故障特征趋势线模板的滚动轴承故障特征提取方法。使用线调频小波路径追踪算法分别在降采样的时域信号和经Hilbert变换得到包络信号...
针对现有旋转机械早期故障辨识方法在训练样本稀少条件下辨识性能极易衰退的关键问题，提出基于图嵌入概率半监督判别分析（Graph-implanted probability-based semi-supervised discriminant analysis, GIPSSDA）维数化简的早期故障辨识方法。该方法在训练样本稀少条件下用GIPSSDA将训练和待测样本的高维时、频域早期故障特征集化简为类区分性...
基于模态理论对振动筛横梁进行了位移和应变模态分析，结果表明横粱损伤前、后同阶模态频率的相对偏差较小，位移模态振型亦无明显突变，而应变模态振型在横梁损伤后产生了突变峰值。据此构建了应变模态变化率作为横梁损伤诊断指标，分析结果表明应变模态变化率随横梁损伤程度的增加而增大，然后用最小二乘法拟合了二者的对应关系。由横梁的损伤...
以机床结构固有频率变化范围可控为目的，提出一种机床参数及其变化范围的主动设计方法，实现了系统结构参数允许变化范围的快速计算。首先，将动结合部刚度参数变化以区间数表达，给出了机床结构参数敏感性区间的计算方法以及准确预估固有频率变化范围的计算方法；然后，根据预先给定系统期望的振动模态及分布，采用区间数学运算法则将机床参数...
为满足产品创新设计和工程分析中对模型对称性信息的需求，针对现有的机械装配体模型对称识别研究不足的问题，提出了一种识别机械装配体模型中的零件自对称、零件间对称和装配体全局对称的方法。通过遍历特征设计树识别装配体所包含的零件，根据零件复制关系及面属性划分零件集，并按照零件数量排序，使对称合并结果快速向装配体全局对称靠拢。...
废弃印刷线路板（Printed circuit boards，PCB）上的元器件具有较高的重用价值，而元器件的重用是基于合理的线路板拆解工艺的。目前相关研究多关注拆解力的分析和计算，然而由于拆解时元器件与线路板间存在熔融状态的焊料，即便提供足够大的拆解力也难以保证元器件被拆解。在基于已建立的拆解力模型，提出综合考虑拆解力和元器件分离位移的拆...
针对目前汽车气动减阻中基于工程师经验的试凑法所存在的盲目性和低效性，以及气动优化设计中车身曲面难于参数化等问题，将自由变形（Free form deformation，FFD）技术引入汽车气动减阻优化设计中，为减阻优化设计提供一种快速、有效的参数化方法。当前的研究以某款轿车模型为研究对象，根据优化的拉丁方试验设计构建样本空间，并采用FFD方法...
针对复杂机电产品线缆敷设困难问题，提出一种基于多尺度混沌变异粒子群算法的三维空间线缆敷设方法。首先分析了线缆敷设顺序对布线连通结果的影响，通过三维敷设空间环境的抽象建模，完成算法求解空间的定义。为实现路径寻优的局部解逃逸，将混沌变异思想引入到粒子群算法中；利用不同变异尺度之间的相互竞争来促使整个种群对解空间进行分散式...
工件在异面组合定位时，各定位点常分布在非正交的异面上，用传统的定位原理时常会误判工件在夹具中的自由度而导致夹具设计失败。针对这一问题，将工件在夹具定位点处的法线命名为定位法线，根据定位法线的数量及其几何关系推导出一组判断工件自由度的几何定理，并对工件过定位时所对应的法线分布情况给出判断准则，使工件自由度的判断方法更加...
为了提高双直线电动机驱动的同步直接进给轴的运动精度，对该类直接进给轴的全行程热误差在线补偿方法进行了研究。分析了双直接进给轴全行程热误差的影响因素，提出一种基于核偏最小二乘法（Kernel partial least squares，KPLS）和模糊逻辑相结合的双直接进给轴全行程热误差的在线补偿方法。应用激光干涉仪测量其热变形量，使用热电偶和红外测...
脆性材料加工过程中引入的亚表面损伤，对材料的使用寿命、性能、下道工序的移除量等都有很大的影响。为了指导加工工艺，加强对加工过程的控制，对材料的亚表面损伤层的检测显得尤为重要。从破坏性检测技术和非破坏性检测技术两种不同类型的亚表面损伤层检测方式、理论模型预测和亚表面损伤检测方法的应用效果对比四个方面进行阐述和分析，对不...
搭建同轴喷头打印系统，研究氯化铁溶液对由同轴针头打印出的藻酸盐水凝胶空心圆管的机械强度和成型结构的影响，建立3D打印优化工艺。将质量分数为2％～4％的海藻酸钠和质量分数为4％的氯化钙通过同轴针头打印出空心圆管。将质量分数为0．25％的雾化氯化铁溶液与空心圆管反应得到有氯化铁反应的空心圆管，力学试验发现经过与0．25％氯化铁反应...
高温合金广泛应用于航空航天领域，是一种典型的难加工材料，切削过程中切屑缠绕工件及刀具、不易折断，从而降低刀具寿命和已加工表面质量。PCBN是超硬刀具材料，加工高温合金等高温高强度钢性能优异，但由于刀具材料特性通常采用平前刀面，因此切削过程中断屑比较困难。高压冷却是金属高效切削加工中一种新型加工技术，可以有效改善断屑性能、...
利用剪切增稠抛光技术（Shear-thickening polishing，STP）对Si3N4陶瓷圆柱工件进行的超精密加工，考察所制备的含有金刚石磨粒的抛光液流变行为，分析si3N4陶瓷的金刚石基剪切增稠抛光液的STP特性，研究si3N4陶瓷圆柱工件的加工效率、表面质量及圆度误差精度。结果表明：含有金刚石磨粒的抛光液具有非牛顿幂律流体的剪切增稠性质，当剪切速率...
航空整体结构件在铣削过程中，由于材料去除产生的毛坯初始应力重分布和结构刚度演变导致工件发生加工变形。针对这一问题，借助于生死单元技术建立隔框件加工变形预测有限元模型，获得材料去除过程工件变形规律。基于等效弯曲应变能方法，计算加工过程工件刚度变化规律；通过毛坯初始的应力和去除材料产生的弯曲附加应力的叠加分析，结合应力-...
通过选择合金粉料种类、激光输出功率、光斑扫描速度为影响因素，用正交试验方法在45钢基体上进行熔覆研究；使用剪切法测试熔覆层与基体的结合强度，分析评价各试验因素对结合强度的影响程度；测试了熔覆层的显微硬度，并使用高解析场发射扫描式电子显微镜进行熔覆层SEM成像和EDS成分分析。试验结果表明，激光熔覆层与基体的结合强度大于45钢基...
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