根据转子动力学理论,建立了具有突变刚度特性的Jeffcott转子力学模型及动力学方程。通过解析方法得到了刚度突变后的转子系统振动解析表达式,分析了刚度突变前后稳态振幅之间的关系及刚度突变对轴心最大位移的影响,定义了刚度突变后的暂态过程时间并确定了碰摩参数区域。结果表明,刚度突变会导致转子系统振动幅度增大,无论工作频率如何,刚度突变所引起的轴心最大位移均位于暂态运动阶段,暂态过程时间与系统阻尼、刚度突变时的轴心位置及系统工作频率有关,碰摩参数区域随着刚度突变幅度及质量偏心距的增大而增大。
基于三轴数控机床的空间误差模型,使用三维步距规识别数控机床空间几何误差。运用三维体积位置精度测量的思想,分步测量得到数控机床在指定离散位置的误差。将各个误差元表示为各个运动轴位置的多项式函数,配合误差模型,可辨识出机床的全部21项几何误差。
对纳米氧化锆陶瓷在二维超声磨削条件下的磨削力进行了理论分析与实验研究,并与相同磨削参数下的普通磨削方式的磨削力进行了比较和分析。研究表明:与普通磨削相比,二维超声磨削可获得椭螺线式的加工轨迹,大大减小了平均磨削力,扩大了纳米陶瓷的塑性加工域,表面质量得到明显的改善。
利用自行研制的双极性微弧氧化脉冲电源对LY12铝合金进行了微弧氧化加工试验研究,并对不同形式的脉冲——正脉冲、正负交变脉冲以及正向正弦波脉冲加工生成的氧化陶瓷膜进行了膜厚度和膜硬度的比较。研究发现,同单纯的正向脉冲电源和正向正弦波脉动电源加工的工件相比,用双极性微弧氧化脉冲电源加工的工件氧化陶瓷膜的厚度大,与基体的结合紧密,膜的硬度高,说明双极性微弧氧化脉冲电源具有较好的成膜特性,并对双极性脉冲电源中负脉冲对生成氧化膜的作用机理进行了分析。
通过沉积在压电基片表面的叉指换能器可在基片上激发出声波。以部分波理论为基础,引入表面有效介电常数方法来对比研究压电基片上激发的声表面波和声板波,并通过实验证明了理论分析方法的有效性。特定切向和传播方向的压电晶体只能激发出一种声表面波模式,而其声板波则具有多种模式,且各高阶模式只有当基片厚度与声波波长之比大于某一特定值时才会出现。随着基片厚度增大,声板波各高阶模式的传播速度和机电耦合系数减小,两种低阶模式的传播速度则趋近于声表面波相应值。受基片背面的电学边界条件影响,其中一种低阶模式的机电耦合系数随着基片厚度增大而趋近于声表面波相应值,另一种低阶模式的机电耦合系数则接近于零。根据上述研究结果可以确定叉指电极激发声表面波或声板波的条件及两种声波之间的关系。
针对带钢热连轧过程中液压活套系统伺服控制的快速响应问题,分别建立了液压活套伺服控制系统在压力控制、速度控制和位置控制三种不同工作方式下的系统结构图,并给出了它们的传递函数,提出了基于内模补偿的方法,即对第一种工作方式的4个环节或根据负载的变化分别采用不同的补偿措施进行补偿,对后两种工作方式采用自适应前馈因子的方法进行补偿。该方法基于不同的自适应因子对传递函数时变非线性项实施前馈补偿,可提高控制系统的响应速度,应用于生产实际。
针对一类装备的内外两种故障模式,考虑基层级和中继级两级体制下的可修和不可修故障的修理,引入有限位相型分布来描述系统的退化过程和维修过程,从而在维修系统的宏观状态与装备退化和维修活动的微观状态之间建立了联系。利用矩阵分析方法,推导了维修系统演化过程的无穷小生成元,计算了稳态下的系统效能,研究了最佳战斗力储备下的小修次数优化问题,并给出了相应的算法和算例。结果表明,该模型和分析方法是行之有效的。
分析了探头调整时脉冲回波信号的变化特点,在实验的基础上构建了声束入射角与表面波时域特征值间的关系模型。根据机械手调整前后的两个入射角解算出转动关节需要偏转的角度,然后逆解运动方程获取检测机械手在测量点处的运动点位值,最后调整探头位姿后并根据反馈回的对正误差来决定是否需要进行下一轮调整。在五自由度超声检测机器人上进行的大量试验表明,该方法在提高对正精度的同时,大幅度地缩短了超声测距的时间。
分析了应用服务供应商(ASP)模式的网络化制造系统的特点及其身份认证需求。在研究USB Key数字证书认证模式的基础上,提出了一个新的认证协议,该认证协议吸取挑战/应答方式的优点,在原来的静态认证模式中引进动态因素,并结合时间戳技术防止重放攻击,通过判断挑战发出和应答返回的时间差来解决分布式系统中维持时钟同步困难的问题,从而加强身份认证的正确性和时效性,具有很高的安全强度和实用价值。
针对实际生产系统存在的不确定性因素,采用仿真实验方法研究混合型装配线平衡问题。对混合型装配线平衡问题进行数学建模,并对存在的不确定性因素进行分析;用eM-Plant仿真软件对混合型装配线进行仿真建模,通过仿真实验,研究不确定性因素对混合型装配线平衡问题的影响;通过仿真研究举例说明研究方法的有效性。
针对汽车产业供应特点及其信息化现状,提出基于应用服务提供商(ASP)模式的汽车产业供应商关系管理(SRM)平台(ASP-SRM平台),深入研究了该平台下采购寻源、绩效管理、关系管理和协同管理四类典型业务,规划了由制造商用户模块、供应商用户模块、共用模块和公共信息服务模块构成的业务集成框架,提出了由用户层、应用服务层、系统管理层、技术实现层和平台基础层构成的系统架构。试点应用表明,该平台在汽车产业具有良好的适用性和应用前景。
针对多曲面体清根加工轨迹的生成问题,建立了基于搜索初始点在参数域和物理域内搜索刀心点的点搜索算法。在搜索过程中,以多曲面体为研究对象,根据其结构特点确定搜索初始点和搜索中心,将参数域内搜索初始点与搜索中心的连线作为搜索方向在参数域内进行搜索。在物理域内生成参数域内对应搜索点的偏置点,判断偏置点到达多曲面体的距离是否满足距离条件,若满足距离条件则为刀心轨迹上的点。算例与实际加工结果表明,所提出的搜索算法搜索过程稳定,可以快速生成高质量的清根加工轨迹。
针对均衡分配生产任务与合理选择合作伙伴问题,应用自适应遗传算法进行计算求解。根据低效候选企业的概念,对解的空间进行了缩减以降低计算复杂度;建立了以生产负荷率为主要变量的适应度函数,通过算例分析以验证算法的可行性;应用标准遗传算法以及枚举法作对比验证,表明建立的模型和方法可以获得满意的解。该方法有助于提高制造企业的资源利用率。
针对航空发动机维修任务的特点,提出了发动机增强现实维修诱导系统的交互流程,将整个维修诱导过程划分为命令解释、运动感知、场景分析、维修诱导任务网(MGTN)工作流控制、信息获取、信息增强等模块;在分析民航发动机维修检查工卡的基础上,提出了MGTN工作流交互控制模型;针对飞机辅助动力单元APU典型部件的拆卸和装配以及载荷压气机孔探检查过程,在实验室构建了增强现实维修诱导原型系统。
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提出一种基于支持向量回归的预测驾驶座椅主观舒适度的方法。预测的输入变量为14个体压分布变量以及3个人体变量,输出变量为整体舒适度指数。通过12名被试对5辆不同汽车进行实际驾驶来获取座椅压力数据。在利用支持向量回归建立的舒适度预测方法进行预测时,均方误差为0.0018,相关系数为0.869,这一结果优于人工神经网络预测模型的预测结果。研究结果有助于汽车制造企业在提高汽车座椅舒适性的过程中降低成本并缩短制造时间。
轧机伺服压下系统具有轧制力大的特点,其位移反馈机构的动刚度对系统的影响应予以考虑。建立了考虑位移反馈机构动刚度的轧机压下系统模型,分析了动刚度参数存在缺陷时系统的振动特点与阶跃响应特性。通过分析轧机垂直方向振动与位移反馈机构动刚度参数之间的关系,提出了动刚度参数修改策略,采用该策略消除了模型的自激振动,同时获得了满足工艺要求的控制特性。研究表明,位移反馈机构的动刚度对轧机系统的稳定具有重要意义。所建立的轧机压下系统模型可作为实际轧机压下系统反馈机构的设计及故障诊断的仿真实验模型。
为提高3-TPT型并联机床的运动精度,解决杆长误差和铰链间隙误差的影响问题,将3-TPT型并联机床的各条支链作为假想的单开链,利用矩阵法结合从运动学方程微分得到的结论,推导出杆长误差和铰链间隙误差与终端动平台位置误差的映射关系。以东北大学研制的3-TPT型并联机床为模型,在MATLAB下利用蒙特卡洛方法分析了工作空间内杆长误差和铰链间隙误差对终端运动精度的影响规律。仿真结果表明,该机床的终端输出误差较小,约为输入误差的1/15~1/12.5,基于该构型的试验平台可达到较高的运动精度。
根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现空间二维移动和一维转动的三自由度并联机构。分析了该机构的运动特性和运动学正反解,得到了该机构的奇异位形。该机构在结构上具有较好的对称性和解耦性。
以空间摆盘发动机为研究对象,抽象出空间机构模型,用相邻杆间附加杆组法对单环RRSSC空间机构进行了分析,从理论上证明了振动力矩完全平衡的可行性,导出了该机构振动力矩完全平衡所需的结构条件与配重条件,为解决多闭环复杂空间机构的振动与噪声问题奠定了基础。
对振动磨机离散磨介群进行高速摄影试验观察,在分析、简化和假设的基础上,借鉴流体力学和弹性力学方法建立了振动磨机离散磨介群动力学数学模型;讨论和导出了只考虑正向碰撞而忽略剪切作用,以及只考虑剪切作用而忽略正向碰撞这两种极端状况下的振动磨机离散磨介群动力学方程。
基于von Mises屈服准则, 考虑厚壁圆筒三向应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性,推导出了含整圈环向内裂纹厚壁圆筒在内压和轴向力共同作用下的理想弹塑性材料极限载荷表达式,并进行了有限元验证。结果表明,理论解与有限元结果接近,且理论解偏保守。
模具补偿是消除汽车外覆盖件回弹的一种有效方法,采用CAE迭代计算可获得模具的补偿型面,但由于回弹仿真计算存在较大的误差,因此实际成形件与设计模型有着一定的差异。针对回弹仿真不准确的问题提出了仿真误差补偿模型,并介绍了其建立过程,在仿真误差补偿模型的基础上通过CAE迭代计算获得模具的补偿型面,由于补偿过程考虑了回弹仿真误差,因此可以大幅度地提高成形精度。试验结果表明,由新方法所得到的实际成形件与其设计模型的差异非常小。
换能系统是芯片封装装备的核心机构,其工作性能直接决定键合质量。结合自身研究成果,综述了芯片键合换能系统的研究现状,分析了当前换能系统的理论建模与设计方法,包括解析法、传递矩阵法、等效电路法以及有限元法等。结合多年的试验测试,分析了当前换能系统存在的缺陷与不足,如频率混叠、超声能量不稳定、响应滞后等,指出了满足未来系统级封装工艺要求的换能系统的发展方向,提出了提高换能系统工作性能的若干建议。
针对当前企业摩托车产品自主创新能力较差的现状,将知识工程(KBE)技术应用到摩托车智能设计的开发活动中,提出了带有决策评价功能的摩托车智能设计系统体系结构。针对摩托车领域知识特点,运用面向对象及产生式知识表示模式,通过专家系统工具CLIPS嵌入VC++实现规则推理,建立实例推理和规则推理的集成机制,解决了系统设计及实现的关键技术问题。基于上述方法开发的摩托车智能设计系统可以帮助开发人员快速地进行产品的创新设计。
快速刀具伺服机构(FTS)是非圆数控车削和非轴对称车削的一项共同的关键性技术。论述了FTS的发展历程、结构特点及性能指标。详细介绍了压电陶瓷FTS、磁致伸缩FTS、洛仑兹力FTS、麦克斯韦力FTS的国内外研究情况,阐述了它们的原理、结构、性能优缺点及应用情况,并给出了FTS用于非轴对称光学元件车削的实例。指出超高频响(大于1000Hz)短行程(小于100μm)的FTS是当今研究热点,压电陶瓷FTS和麦克斯韦力FTS都可以实现较高频响,其中麦克斯韦力型FTS是可实现超高频响的一种全新类型的FTS。
为了对汽车车身曲面品质进行评价,从曲面精度、光顺性、美观性、结构性、工艺性和经济性六个方面提出了汽车车身曲面品质评价体系。采用模糊综合评价获得最终结果。在应用该方法时,首先采用模糊层次分析法确定车身曲面评价体系中各指标权重,然后使用模糊综合评价方法求取最终的评价结果,从而建立了汽车车身曲面品质的评价模型。最后,结合某车型前保险杠曲面品质评价的应用实例,验证了该方法的可行性。