为了提高无侧隙双滚子包络环面蜗杆实体建模的精度和效率,在对该蜗杆传动副的数学模型和齿面接触螺旋线方程进行深入分析的基础上,提出了基于实例推理技术和事物特性表技术的产品快速设计方法。首先采用高级语言在三维CAD平台中进行了二次开发,并采用SQL Server数据库技术建立了事物特性表;然后将二者集成构建了无侧隙双滚子包络环面蜗杆的快速设计系统;最后通过具体设计示例验证了该系统的正确可靠。
针对微操作中圆球类对象的悬浮与操纵问题,从推导圆球的超声波近场声悬浮高度公式入手,确定了影响悬浮高度的主要因素。制作了带有凹球面工具端的专用换能器,实现了圆球的近场声悬浮。进而构建偏心式气动驱动系统,进行了转速与气压、偏心距、悬浮高度及扰动关系的实验。结果表明：出气孔气压是影响转速的主要因素,而偏心距对转速的影响较小;随着悬浮圆球转速增加,悬浮高度降低,扰动加大。
基于位错形成机理,在单晶硅晶体结构基础上描述了硅晶体位错形成的过程。应用偶极子模型,构建了60°滑移位错芯和螺旋位错芯,进而得到硅晶体含有60°滑移位错的模型和含有螺旋位错的模型。对含有螺旋位错的硅晶体模型进行了分子动力学仿真计算,分析了含有螺旋位错的硅晶体超精密磨削的加工过程,研究了含有螺旋位错缺陷的硅晶体纳米级磨削机理。
为了提高层绞式综合缆建模效率和精度,研究了其强度分析方法,通过对圆柱螺旋线方程的分析,采用一种基于抗拉强度数学模型的参数化建模方法并用ANSYS进行了静强度分析。基于知识工程建立了强度设计与有限元分析结合的参数化分析系统,并实现了快速建模及强度分析。实例验证了该方法的正确性和可靠性。
针对柴油机前端齿轮室总成在常用转速下产生异响的问题,采用EEMD小波时频分析方法进行了异响源的识别分析;通过整车定置试验和台架试验分析,提取了异响源的时频特征;通过有限元模型仿真分析,计算了齿轮室总成结构的约束模态频率和振型。综合上述分析结果发现,异响原因是壳体件结构局部刚度不足引起的系统共振。通过改进齿轮室总成结构,提高了固有频率,消除了齿轮室总成异响。
为减小换挡同步阶段需要换挡机构提供的换挡力,提出一种新型同步器结构,利用换挡同步阶段同步环受到的切向力差值,放大换挡机构输出的换挡力。建立了增力式同步器工作过程力学模型,在此基础上分析了影响增力式同步器性能的主要设计参数。仿真研究结果表明,某型号5挡变速器采用增力式同步器后,在常用换挡参数下换挡时,同步阶段需要换挡机构输出的换挡力减小近40%,能量损耗约降低66%。
为提高数控插齿加工精度,需对其误差进行补偿。通过分析插齿机床的运动特点,建立了插齿机运动模型;基于机床误差运动学原理,推导出用齐次变换矩阵描述的刀具相对于工件的误差模型;基于小误差补偿运动假设和微分变换原理,对各轴运动副的误差补偿量与刀具相对于工件的位置及方向误差模型间存在的耦合关系进行了解耦,获得了影响插齿加工精度的各运动副位置或方向误差补偿量。
确定了圆锥滚子超精研导辊的精确辊形,并进行了数值分析,结果表明,辊形锥角对滚子锥角最敏感,对接触角较敏感,对滚子直径不敏感;辊形凹度对滚子锥角较敏感,对接触角和滚子直径均不敏感。提出了导辊磨削辊形表达式并进行了数值分析,分析表明砂轮半锥角和砂轮架垂直摆角是两个关键参数,对其合理取值可实现辊形精确磨削;给出的分析实例中,在0.1μm精度范围,内磨削辊形与精确辊形相同。
提出了一种新型空间柔性并联精密平台,该平台采用压电陶瓷驱动方式,通过单自由度柔性铰链的弹性变形实现末端执行件3个方向的运动;采用柔度矩阵变换法,建立了该柔性精密平台的刚度模型,并用有限元方法对刚度模型进行了验证。在此基础上,讨论了柔性铰链结构参数对平台刚度的影响规律;采用拉格朗日法建立该平台的动力学方程,利用有限元对其进行了模态分析,讨论了3组不同柔性转动副结构参数对微动机构自然频率的影响。
利用空间几何投影的方法,建立了双联虎克万向节的运动方程,推导出双联虎克万向节中间轴两端的凸缘叉相位角和传动比的关系的理论计算公式,分析了轴间夹角及相位角对转角差和瞬时传动比的影响,以及转动初始位置对转角差的影响。结果表明:转角差和转速差是输入轴转角的周期函数;相位角越大,转角差和转速差的振幅越大;轴间夹角越大,转角差和转速差的振幅越大。
为了正确识别大型风机叶片的模态参数, 首先将风机叶片的衰减振动等效为自由悬臂梁振动,推导出阻尼比识别关系式。然后, 构建一个大型风机叶片模态参数识别试验平台,采用快速脱钩装置实现大载荷力的快速 释放,完成对aeroblade3.6-56.4风机叶片的自由衰减试验。根据阻尼比识别关系式,得到不同初始振幅下的阻尼比变化规律。同时对叶片某面的加速度信号进行傅里叶变换,得到其低阶固有频率。
钣金件装配尺寸精度影响其外观、密封及疲劳强度等性能,故很多高精度钣金件采用多工位装配工艺。在建立钣金件多工位装配尺寸误差传播模型的基础上,详细分析了钣金件完全定位、过定位和释放回弹阶段产生的装配尺寸误差,采用状态空间法建立了多工位钣金件装配尺寸误差模型。最后,用MATLAB和FEM仿真了某飞机壁板样件两工位装配尺寸误差,进一步分析了装配尺寸误差传播规律,减小了钣金件装配尺寸误差。
试验得到在EXCO溶液中预腐蚀不同时间的LC4CS光滑试件的腐蚀表面轮廓线和剩余疲劳寿命。分析了预腐蚀剩余寿命和断口附近轮廓线分形维数随预腐蚀时间的变化规律,针对该规律选取分形维数为预腐蚀剩余寿命损伤参量。试验结果表明：断口附近腐蚀表面轮廓线的分形维数受腐蚀形貌分散性的影响较小,与剩余寿命呈线性关系且与载荷无关,由分形维数计算得到的剩余寿命处于二倍分散带之内。
磁悬浮浮筏主动隔振前馈控制系统中,参考信号频率复杂多变,次级振动与控制通道输出的叠加造成参考信号不稳定且存在时变性,这会导致整个控制系统失效。为此,提出一种陷波器滤波的FXLMS前馈控制算法,该算法利用多个自适应滤波系统分块处理,减小参考信号不稳定的影响,提高系统的收敛速度。以多个不同频率、幅值、相位的正弦扰动信号作为参考信号进行了仿真分析,仿真结果表明,该算法能有效抵消多谐波扰动,有良好的隔振效果。
不确定用户需求信息中存在语义、信息缺失和冗余现象,针对从用户需求信息到产品定制设计参数映射模型准确率低的问题,建立了模糊粗糙集+SVM的融合映射模型。利用模糊粗糙集对用户需求数据做粒化处理以补全缺失信息,再利用其属性约简消除冗余信息,降低空间输入维数。利用SVM构建用户需求信息到设计参数的映射模型。最后,通过注塑机产品实例分析验证了该融合模型的适用性。 不确定;模糊粗糙集;支持向量机;映射模型
针对已有BOM模型不能全面描述飞机工装物料更改信息的问题,提出了一种基于矩阵元的BOM信息集成模型（BOMII）。研究了BOMII模型的构造方法,提出了基于BOMII矩阵元的物料信息与物料更改信息的表达方法以及基于有效性版本矩阵的物料更改历史信息的表达方法。研究表明,BOMII较好地实现了基于单一BOM模型的物料多维信息集成,不仅能充分描述飞机工装结构的当前信息,而且能表达产品结构的更改信息并记录更改的历史信息。
分析了清洗机斜盘轴向柱塞泵出水端吸液阀流道的流场力学特性并对其流场进行了数值仿真。在流场仿真结果基础上,对现有泵头文丘里流道的喉管直径与进口直径的收缩比、喉管段长度、渐缩角度和渐扩角度进行了优化。计算机仿真及实验结果表明：优化方案达到了减小文丘里流道压力损失和溢流阀平衡压力的目标,提升了清洗机斜盘轴向柱塞泵整体性能。
根据结构设计的型综合理论,提出一种将平行四连杆机构和曲柄滑块机构串联起来作为装载端口开盒装置、映射定位系统的驱动机构。利用MATLAB中SimMechanism模块建立了传统机构和新型机构的运动学仿真模型,通过分析比较两者的运动特性,验证了新型机构设计的合理性。
提出一种基于改进EMD的旋转机械耦合故障诊断方法。该方法结合相似极值延拓和加余弦窗函数运算的优点,解决了延拓部分不精确和加窗函数后使原信号发生改变的问题,提高了EMD方法的运算精度。应用该方法对存在裂纹碰摩故障的转子－轴承系统振动信号进行了特征提取,并进行了故障诊断,与单一故障特性相比,诊断出的振动信号既有裂纹引起的高频成分,也有碰摩引起的低频成分,得到的耦合故障特征证明了该方法的有效性。
磁悬浮飞车采用磁悬浮技术来实现车体的悬浮,采用螺旋桨来进行驱动。通过在架空的飞车导轨下方铺设挡风板,来增强螺旋桨气流推力的反作用力,提高驱动效率。通过实验研究及理论计算的方法,研究了磁悬浮飞车在低速运行时挡风板角度变化对驱动力的影响。对磁悬浮飞车的电磁等效摩擦力进行了研究,分析了等效摩擦力对飞车运行的影响,最后探讨了磁悬浮飞车实际应用的可行性。
针对磨料流加工异形曲面一致性较差的问题,提出通过设置相似模芯结构以改善剪切应力分布的状态,从而实现均匀化加工异形曲面的方法。根据磨料流的剪切率与黏度的关系建立了幂律模型,通过COMSOL Multiphysics软件的 CFD模块计算得到置入模芯时磨料介质在加工表面的速度、剪切率和剪切应力的分布。仿真与实验表明:置入相似的模芯后可形成等宽的流道,各曲面受到的剪切应力趋向一致。工件内壁表面粗糙度Ra最大差值由无模芯时的0.376μm降为置入模芯后的0.017μm。
为了直接通过结构振动响应提取损伤特征,对激励未知情况下的结构损伤进行检测,提出了基于振动传递率函数和奇异值熵的损伤检测方法。该方法首先通过振动响应获得振动传递率函数,然后对振动传递率函数序列进行相空间重构,求取其奇异值熵,通过奇异值熵的大小来识别损伤模式。实验结果表明,该方法能有效地识别结构的损伤模式。
基于虚拟样机技术,设计了一种双偏心惯性轴驱动的声频振动钻机的虚拟样机,分析了声频钻进方法的工作原理与特点,阐述了双偏心轴驱动的声频振动钻进系统整体设计方案与各个分系统的基本结构,在此基础上制造了实物样机,并开展了声频振动钻进技术实验研究。实验结果表明：双偏心轴型声频振动钻机结构简单、性能可靠、技术可行;声频振动钻进速度快、取样无扰动、质量高,钻进振动能量密度大,达到了设计要求。
为支持产品低碳设计,提出产品多粒度层次低碳绩效分析方法,构建了多粒度层次低碳绩效分析模型。建立了产品碳足迹量化模型,将环境化质量功能配置与TOPSIS相结合来分析产品效用,计算了产品层低碳绩效;基于功能结构映射进行模块单元碳足迹量化与分配,结合零部件配置模型分析模块单元效用,评估与分析模块单元层低碳绩效。探讨了低碳绩效分析在设计改进中的应用。最后,以电冰箱为例,验证了所提出方法的可行性和有效性。
以CO2气体保护焊为研究对象,通过对其碳排放特性进行分析,综合考虑物料、能源及工艺三个碳排放源,建立了焊接工艺碳排放特性函数;以质量和成本为约束,利用广义回归神经网络拟合各输入参数与质量、成本和碳排放的关系,建立了碳排放综合评价优化模型,并采用遗传算法进行求解。将该模型应用于装载机燃油箱焊接工艺参数的选择,应用结果表明,该模型能在保证油箱焊接质量和成本的前提下降低工艺过程碳排放。
通过柴油机高原性能模拟试验,分析了柴油机的动力性、经济性随海拔高度的变化规律,以及高原环境对柴油机起动性能和热平衡性能的影响,提出了高原增压、供油系统调整及优化、低气压低温起动、热平衡控制、电控柴油机高原标定等提升车用柴油机高原性能的技术对策,为研究进一步提高柴油机的高原环境适应性提供了参考。
针对一款混联式混合动力汽车,以总体效率最高为目标,用等效BSFC的方法,对发动机和电机间的转矩及2个电机间的转矩进行了分配,得到了发动机、ISG电机和TM电机的转矩分配图。在MATLAB/Simulink环境下建立了混合动力系统控制策略,进行了仿真分析,并把控制策略转换成C代码导入控制器,进行实车测试。仿真和测试结果表明,该控制策略能满足驾驶员需求,实现各动力源间转矩的合理分配,达到节省燃油的目的。
