使用MP/MB红外测温仪对加热台及叠层芯片的结构表面进行测试,对所获得的温度数据进行分析建模。实验发现叠层芯片结构表面悬臂区域和非悬臂区域的温度存在差异,并讨论了其原因。进一步对不同区域的温度曲线进行拟合,发现修改的Logistic模型可以很好地用于叠层芯片结构测温数据的建模和阐释其温升机制缘由。实验结果有助于叠层芯片悬臂键合动力学机理的研究。
设计了一套用于实验的水射流辅助激光刻蚀加工装置,将激光和介质射流冲蚀加工相结合,研究激光加工参数和射流加工参数对试样材料激光复合刻蚀量和截面质量的影响。实验结果表明,激光工艺参数和射流加工参数对工件加工表面的质量优劣有着决定性的影响;该复合加工工艺可以清除加工时产生的90%以上熔渣,能有效地降低材料表面粗糙度,使得加工出的盲孔成为较为规则的倒三角形。
根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲线。试验结果证明,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命低于由疲劳载荷上限值取为载荷谱均值的恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命,因此,如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的齿轮的弯曲疲劳寿命是非常危险的。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。结果表明,理论分析结果与试验结果基本相符。
提出了一种具有非线性刚度特性的液压冲击脉冲发生器,该发生器采用缝隙和小孔组合节流产生的阻尼来吸收消耗高速运动负载的动能,以获得设定的脉冲波形;建立了脉冲发生器工作机理的力学模型,并对其机械特性进行了数值仿真分析预测。分析结果表明脉冲发生器具有如下特性：负载自适应性好,瞬间耗能和缓冲制动效果显著;冲击脉冲的脉宽和幅值调节方便;适用于重载高速紧急制动并对制动过程有控制要求的场合。
针对计算机辅助三维公差综合中蒙特卡罗仿真计算收敛速度慢以及结果不稳定的不足,提出了基于拟蒙特卡罗的三维公差综合仿真方法。在基于旋量参数和旋量矩阵的三维公差表示方法的基础上,利用机器人学中刚体坐标变换及广义逆矩阵的相关知识建立了三维公差综合仿真等式。给出了拟蒙特卡罗方法中采用Halton序列产生正态分布随机数的方法以及基于拟蒙特卡罗的三维公差综合仿真流程。最后,将所提方法应用于齿轮泵装配实例，结果表明，拟蒙特卡罗方法收敛速度快，获得的结果稳定、可靠,可以简单高效地应用于计算机辅助三维公差综合的模拟仿真。
在整个非球面柔顺研抛的过程中,如果运动速度、进给速度和外加压力都不发生变化,非球面边缘区域的研抛进给路径是其他区域的一半,所以理论上边缘区域去除量应该更少,但实验结果正好相反。针对该边缘效益,从研抛过程的基础动力学状态转换过程入手,重新研究了柔顺研抛的工艺过程,发现在边缘区域虽然加工时间以线性方式减少一半,但接触压力以二阶幂指数方式由原值递增至无穷大,决定去除效率的因素中,接触压力比加工时间更占主导,所以边缘区域实际去除量会更多。
定义了位姿解耦的冗余自由度机器人位置关节空间流形和姿态关节空间流形,将位置关节空间流形和姿态关节空间流形进行配对得到冗余自由度机器人的自运动流形。利用定义的位置关节空间流形和姿态关节空间流形对七自由度自动铺丝机器人进行分析,分别得出七自由度自动铺丝机器人的位置关节空间流形和姿态关节空间流形,配对以后得出七自由度自动铺丝机器人的自运动流形,并进行了仿真验证,结果表明这种分析方法得到的自动铺丝机器人的自运动流形是正确的,而且对于其他类型位姿解耦的冗余自由度机器人自运动流形分析也是适用的。
通过分析自动调整臂的工作原理,基于故障树分析法（FTA）构建了引起自动调整臂自调功能失效的螺旋压缩弹簧的失效模型。结合该模型,利用自动调整臂综合性能测试系统测得的分离力和分离间隙数据来判断自调功能发生失效的临界点,通过测试调整力矩值的变化对上述模型加以验证。实验验证结果表明,该模型能正确判别自动调整臂的自调功能是否发生失效。
应用最优化控制方法研究悬臂梁主共振响应的减振控制。由主共振振动定常解的稳定条件得到反馈控制增益的参数范围。以主共振有控制振动峰值与无控制振动峰值的比值为减振的衰减率,以该衰减率为目标函数,反馈控制增益参数范围为约束条件,利用最优化方法计算得到衰减率最小的速度反馈控制参数。计算发现速度反馈控制参数数值越大,衰减率越小,控制效果越好。以非线性振动系统的能量函数为目标函数,计算得到能量函数值最小的位移反馈控制参数,实现智能结构体主共振响应的控制器设计。由悬臂梁主共振振动实验实测数据计算出最优化控制参数,设计非线性主共振振动实验控制系统,进行减振控制实验研究。
为保证快速开发出符合用户需求的产品,首先,对用户需求进行采集,采用熵处理法对需求进行评价;其次,通过领域专家对用户需求与功能需求的映射关系进行评估,从而建立两者之间的关系矩阵;再次,以产品设计知识库为基础,进行产品成熟度和演化路线的分析,最终得到需求获取机制,在将用户需求向具体产品设计参数转化的过程中充分考虑了企业研发能力及资源的影响,从而获得了满足用户需求、成本低和市场竞争力强的产品。最后,通过实例验证了该方法的合理性。
为弥补现有的CAD模型局部搜索方法应用于结构复杂模型时存在的数据量大和搜索效率低下的缺陷,提出一种基于区域特征分割的CAD模型局部搜索方法。首先依据模型的边界将其分割为一组数量最少的、有一定工程意义的、由一些相互连接的面组成的区域特征集合;接着对分割形成的区域特征及其邻接关系属性进行编码,由属性编码值的相似度度量得到相比较CAD模型的相似度。实验结果表明,该方法能够搜索到相关的CAD模型局部结构,并且搜索效率和精准程度能够满足实际需要。
针对云制造环境下制造资源调度的特点和存在的问题,建立了云制造环境下制造服务资源多目标调度模型。根据云制造环境下极易发生扰动的特点,提出了一种动态调度技术,以在发生突发事件时及时作出反应。提出了一种基于遗传蚁群算法的制造资源调度算法,该算法利用遗传算法搜索能力强、收敛速度快的优势弥补蚁群算法易陷入局部最优、收敛速度慢的不足,使整个调度过程能快速、准确地收敛于最优解。最后用实例证明了该算法的有效性。
针对现有CAD软件中全自动曲线拟合功能存在的控制顶点分布的缺陷,提出并实现了一种新的自由曲线交互拟合技术。通过人工交互手段保证了拟合曲线控制顶点的分布质量,并通过对控制顶点位置的全自动迭代调整,保证了拟合效率及精度,从而较好地满足了自由曲线拟合综合需求。
系统分析了机床的拓扑结构特点及其共性,以多体系统理论和齐次坐标变换原理为基础,给出了机床部件相对位姿、运动及其误差的通用表达方式,并通过编程方式建立了一个通用的机床误差分析模型。采用交互输入方式,可以对不同机床进行高效的误差建模与分析。误差敏感性及其规律的分析结果,可以为机床公差设计、刚度控制以及安装调整提供重要的依据。
为定性地分析一种超声切割刀的结构因素对其纵振模态的影响规律,并优化其结构设计,首先建立了超声切割刀的动力学模型,由其得到结构的一阶纵振模态解析解,据解析解计算的振动频率结果(52.5kHz)与ANSYS计算结果(52.3kHz)以及实验结果(53.5kHz)相吻合;然后建立了该超声切割刀结构优化设计的数学模型;最后根据该模型,设计了一套结构优化程序,并借助MATLAB的GUIDE工具完成了人机交互优化界面的开发。优化后的切割刀节面位置与夹持件中心位置偏差约为1μm,切割刀刀头处的振幅提高约27%。
为了提高电连接器的接触可靠性,针对电连接器接触件,进行结构力学分析与接触情况研究,提出了一种接触件接触面积的迭代计算方法;建立了接触件的参数化有限元模型,并利用ANSYS软件对接触件的接触情况进行了运动仿真,得到了接触件插拔过程中接触压力、插拔力的变化情况和应力分布情况。通过对有限元模型的参数化仿真,得到了各结构参数对接触状态的灵敏度,确定了影响接触状态的关键参数。通过对接触件的插拔试验,验证了提出的理论分析、仿真计算方法的可行性。
为适应多品种小批量生产需求,企业普遍采用基于成组技术的混流生产,由此产生的成组调度需要平衡安装时间减少与满足交期之间的冲突关系。在分析安装时间是否依赖工件组排序、工件组能否分割加工等成组特征的基础上,以最小化加权流程时间与加权拖期为目标,构建了单机成组调度问题的约束满足模型,提出了以变量排序启发式搜索和前向约束传播相结合的求解方法。典型生产数据的实证分析表明,所提出的方法建模能力强,解的适应性好。
采用多光束干涉测量技术,在自制光弹流实验机上进行了椭圆接触弹流润滑油膜形状的实验测量,观察了椭圆接触区短轴与卷吸方向之间的夹角θ、速度、施加载荷等对油膜形状的影响。结果表明：夹角θ较小时,油膜厚度整体上更大,接触区较窄,入口区油膜更陡峭;低速时,夹角及载荷基本不影响膜厚;高速、轻载时,夹角θ对膜厚影响更显著;载荷及夹角越大,动压油膜越难建立。
提出了利用5个非共面特征光点和单目视觉的航天器相对位置和姿态参数测量的解析算法。首先,给出测量系统的基本结构和特征点的配置形式;然后,以3个对称结构特征点为一组,将5个特征光点分为两组,利用四元数测量算法,分别得到单目视觉的航天器相对位姿参数的方程组,结合2个方程组获得了航天器相对位姿参数的解析解形式,并对解析解进行修正;最后,通过计算实例对解析算法进行数学 仿真,结果表明:该算法能够满足航天器相对位姿确定精度和实时计算要求。
采用振动消失模铸造的方法制得阶梯形球墨铸铁,利用光学显微镜对球墨铸铁中的石墨形态及基体组织进行观察,借助图像分析软件对石墨球的数量进行定量分析。通过比较分析的方法,研究了试样壁厚对球墨铸铁的石墨形态及基体组织的影响。结果表明,随着试样壁厚的增大,石墨球的个数先减少后增多,基体组织则先变得粗大,尔后变得细小,并且在壁厚为60mm的试样中石墨球数较30mm厚的试样增加了69.5%。石墨形态及基体组织的变化主要应归因于试样壁厚的增大降低了试样的冷却 速度,延长了振动对凝固组织的作用时间,增强了振动力对结晶组织的“黏性剪切”作用。
环件径轴向轧制过程是多运动耦合作用下的复杂动态变形过程,轧制过程中容易出现各种不稳定现象,研究针对环件在径向孔型中沿轴向向上爬升（又称爬辊）的轧制失稳现象, 首先运用力学理论,分析了环件在径轴向轧制过程中的受力状态,揭示了其爬辊现象产生的力学机制,然后提出了一种基于导向辊的形状与分布优化设计的爬辊现象抑制方法,并通过有限元模拟和实验验证了该方法的有效性。研究结果为实际生产中有效地解决爬辊现象提供了科学指导依据。
将子模型技术应用于某微型车的强度计算,用应力恢复的方法获取子模型的边界条件,尔后,用子模型的实验结果验证了应力恢复方法的正确性。实验通过对子模型进行网格加密处理,确保了计算结果对于网格尺寸的收敛性。收敛性计算结果表明：子模型技术能获得车身关键受力区域的精确应力解,在保证计算效率的前提下提高了仿真精度,具有实际工程应用价值。
以某桥车左前门为研究对象,将稳健设计方法应用于车门结构优化设计,运用Taguchi方法中的参数设计法进行稳健设计。将车门板件厚度作为控制因素，材料特性以及载荷作为误差因素,通过正交试验、SN比试验以及方差分析，找出对车门下垂刚度和一阶固有频率最敏感的控制因素，获得控制因素的最佳组合。算例结果表明,采用稳健设计方法,不仅可提高车门结构性能的稳健性，而且可减轻车 门的重量,具有较强的工程实用性。
因研究湿式离合器接合特性的需要,通过分析无级变速器湿式离合器的机械结构,建立了湿式离合器机械传动的数学模型,运用建立的数学模型,研究了不同动态摩擦系数斜率对传递转矩的影响。研究结果表明,对于具有正斜率特性的摩擦系数,其传递的转矩是收敛的，而对于具有负斜率特性的摩擦系数，其传递的转矩是发散的。研究结果为进一步研究湿式离合器的传动特性提供了理论基础。
向用户提供“物理产品和/或产品服务”的一体化解决方案逐渐成为一种趋势，是面向服务的模块化设计的新阶段。从面向服务的模块化设计的研究内容及现状分析出发，比较了传统物理产品与集成产品和服务提供（广义产品）的区别。系统归纳和提出了广义产品的模块化设计方法。讨论了面向服务的产品模块化设计的可能研究方向，如个性化设计、生态化设计、智慧化设计等。
无轴承异步电机集磁轴承和异步电机优点于一体,既能产生支承转子的径向悬浮力,又能产生驱动负载的电磁转矩,在高速机床电主轴、压缩机、涡流分子泵、计算机硬盘驱动等特殊场合具有广泛的应用前景。在介绍无轴承异步电机工作原理的基础上,对迄今为止出现的具有代表性的无轴承异步电机结构、数学模型以及控制技术进行了综述,针对目前无轴承异步电机的研究现状和不足之处,探讨了无轴承异步电机技术的研究方向和发展趋势,以期为进一步研究无轴承异步电机技术指明方向。
