高精度热变形组合测量装置设计

针对传统测量装置成本高,易受环境影响,不易调试瞄准的缺陷,设计了新型高精度热变形组合测量装置.该装置以组合量块为标准,采用可换向的单测头和成本较低的电感测微仪进行定位测量.通过对测控温系统、运动系统、被测件支撑与调整系统、瞄准定位系统等主要误差源的精度分析,得出高精度热变形组合测量装置的测量极限误差为±0.99 μm,可用于机械零部件热变形量及热膨胀系数的测量.     

区截测速系统无偏一致有效性考核方法实验研究

区截测速装置测量弹体运动速度的精度一直是人们关注的问题之一。由于速度是导出量,目前还没有真正的"标准"装置对区截测速系统进行考核。基于统计学原理,提出了区截测速系统测量值的无偏、一致、有效性的考核方法。用外弹道飞行特性较优秀的某型枪弹作为速度源,对由四对光幕靶组成的区截测速系统开展实验研究。实验结果分析表明四对光幕靶能够通过无偏、一致、有效性的检验。     

漂浮基空间机械臂的三维微重力环境模拟方法探讨

首先针对空间机械臂微重力模拟方法的国际现状,分别从运动轨迹、模拟精度、建造周期及经济性等方面进行了详细综述。考虑到空间机械臂的三维运动特征,对三维空间微重力模拟这一难点问题进行了论述,进而提出了剪式三维气浮微重力环境模拟装置的方案,该方案具有较大伸缩比,结构紧凑,通过利用气浮法的优点解决了水平随动问题,集成力反馈伺服控制系统解决了竖直方向随动问题,该方案为做复杂运动的空间机械臂提供了灵活的微重力模拟环境。     

磁驱动压-剪联合加载下材料动态强度的直接测量

动高压下材料的屈服强度测量一直是冲击动力学界长期追求的目标.本文介绍了一种直接测量材料高压强度的新实验方法,即磁驱动压-剪联合加载实验技术.分析了压-剪联合作用下材料的应力偏量与屈服强度关系,数值计算了斜波加载下压-剪联合作用时应力偏量与屈服强度的时空演化,给出了强度数值的计算方法.基于CQ-4装置,开展了磁驱动斜波加载压-剪联合实验设计并对铝的高压强度进行了测量,获得了可靠的实验数据.实验结果表明,磁驱动压-剪联合加载技术作为一种全新的加载手段,在材料的动高压强度测量方面展示了广阔的应用前景.     

用于梯度分布材料 3D 打印实验设备的开发

传统工艺制作梯度材料十分困难, 为此, 设计开发了用于梯度分布材料的 3D 打印工艺与实验设备,包括梯度建模、 控制系统及打印机械装置。 基于图像灰度变化, 建立了材料成分梯度的建模方法。 基于运动控制器设计了包括 X、Y、Z 三维空间位置轴和 U、V、W 3 种材料挤出轴的 6 轴联动系统, 具有运动轨迹规划及连续插补等功能。 开发了控制系统软件和硬件, 实现了材料比例输送与三维运动协调控制。 采用活塞挤出、 动态混合及直线三维平台设计, 构建了 3D 打印机械装置。 使用开发的实验设备, 采用不同颜色材料进行了梯度分布打印试验, 验证了开发实验设备打印梯度分布材料的可行性。     

高聚物黏结炸药模拟材料冲剪实验下的动态变形破坏研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对一种高聚物粘结炸药(PBX)模拟材料的冲剪实验进行加载. 利用高速摄影装置记录材料动态变形破坏过程,结合数字散斑相关技术,对典型加载条件下的位移场和应变场进行了分析,对PBX模拟材料动态变形破坏现象和机理进行了分析. 实验结果验证了DIC方法用于PBX模拟材料动态测量的可行性.     

基于ELM神经网络的采煤机截割载荷软测量建模方法

采煤机是煤矿综采工作面的关键设备,由于煤层结构复杂,导致截割载荷复杂多变,并且截割载荷难以直接测量。因此,针对采煤机截割载荷难以直接检测难题,研究了采煤机交流异步电机的机械特性,提出了基于软测量建模技术的截割载荷预测方法。首先,通过分析采煤机交流异步电机的机械特性,得出截割载荷与截割电机的转速、电流符合非线性关系,运用软测量建模方法可以预测截割载荷。然后,以截割电机的转速和电流作为输入变量,运用ELM神经网络的软测量建模方法建立采煤机截割载荷软测量模型。最后,运用ELM,BP,RBF3种神经网络软测量建模方法对采煤机电机载荷进行预测,以均方误差和相关系数作为预测评价指标,结果表明:ELM神经网络软测量建模方法在预测精度和预测速度方面都优于BP神经网络和RBF神经网络软测量建模方法。运用ELM神经网络软测量建模方法能够准确、快速预测采煤机截割载荷,为采煤机恒功率截割和牵引智能调速提供了理论基础。     

弹丸速度测量系统校准方法研究

给出了国内弹丸速度测量系统常用校准方法,分析了常用校准方法存在的问题及其不合理性。基于数理统计的原理,探讨了用多组无偏、一致、有效的区截装置同时测量弹丸某点的飞行速度,以其速度测量的平均值作为弹丸在该点飞行速度之真值的区截装置的校准方法,并分析了该校准方法的优点。组建了基于光幕靶的弹丸速度测量系统的校准系统,实验和数据处理证明了该方法的可行性,研究结果为定量给出弹丸速度测量不确定性提供了一种行之有效的校准方法。     

一种新型土壤抗剪强度测量装置的研制

土的抗剪强度是岩土体一项重要的物理性能指标,测量土的抗剪强度对于滑坡隐患点的监测和预防具有重要意义。提出一种装置来实现现场测量土的抗剪强度,该装置由十字板、扭矩传感器、步进电机、单片机硬件电路等结构组成。对实验装置的搭建和单片机硬件电路作了详细介绍。取杭州地区的软黏土为研究对象,用该装置对土样在不同含水率和不同正应力的条件下进行了十字板剪切试验和直剪试验;并将所得数据的数据进行分析对比。试验结果表明,当土壤含水率较低时,随着含水率的增加,土壤抗剪强度先增大后减小;而土壤抗剪强度和对土壤施加的正应力是成正比关系的。     

测量与进给机械系统设计

随着社会的不断进步,中国机械行业得到迅猛发展。其中,机械测量与进给系统的发展尤其显著。进给系统是指连续操作（在木工机械或者金工机组）中使得工件移向刀具或刀具移向工件所需要设计的系统,一般用于机械上的机床运动,主要负责器械运作中的切削工作。机床测量与进给系统主要依靠电动化与自动化来运行,人的手工操作所占的比例逐渐降低,数控技术深入融合,是测量与进给机械系统设计最显著的特点。     

精密机械系统综合实验装置的研制

针对高校机械类专业精密机械系统相关课程的实验教学需要,以"直线位移精密工作台"为基础,研制了精密机械系统综合实验装置。该综合实验装置不仅可以完成精密传动、精密运动测量和电机驱动等单独实验,也可以完成体现光机电一体化综合知识的精密运动控制实验。该实验平台采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)光栅位移测量装置以及计算机控制系统,可以让学生在已有实验平台上进行主动设计,完成精密运动测量和运动控制实验,从而培养学生的动手能力和创新能力。     

用瞬态激振法测量微机械材料的弹性模量

利用蚀刻硅技术制造的微机械构件 ,由于其特殊的制作过程需要对其材料的机械性能如弹性模量等进行测试。文章综述了已有的微机械材料弹性模量测试方法。在此基础上 ,提出了用瞬态激振法来测量微机械材料的弹性模量的方法 ,这种方法把微机械构件做成悬臂梁 ,通过对悬臂梁进行瞬态碰击激励并使之产生一个短暂的振荡。然后求得振荡趋于稳定时的频率 ,这就是悬臂梁的固有谐振频率。再通过计算公式求出微机械材料的弹性模量。这种方法具有测试装置简单、测量容易、精度高等特点。可作为一种常用的测试方法     

共面断续节理岩体模型抗剪强度及破坏特征分析

为探究共面断续节理的几何特征对岩体力学性质的影响,对制作的含节理类岩石材料进行了直剪试验,运用数字图像技术记录全场应变演化过程,并根据室内试验建立颗粒流模型,探究节理连通率和岩桥长度对岩体抗剪强度及裂纹发育的影响.结果 表明:各级法向应力下,节理连通率的增加限制翼型应变集中区的形成,进而阻断翼裂纹的发育,使岩桥倾向于拉剪破坏,并会造成岩体模型抗剪强度降低;而节理连通率相同时,岩桥长度的改变则不会对岩体抗剪强度造成明显影响;岩桥长度是改变裂纹发展趋势的主要因素,这是因为岩桥长度的变化会增加或降低相邻节理端部应变集中区的交互影响;最后从能量的角度出发揭示了节理连通率和试样破坏失稳的关系.     

岩石复电阻率测量技术及标定方法研究

研究储层岩石的复电阻率特性,首先必须排除岩石物理测量系统极化效应的影响。基于不同金属电极材料测量装置和硫酸铜面团装置,完成清水条件下的复电阻率实验,并应用纯电阻和RC并联电路对测量仪器和测量装置系统进行标定,证实硫酸铜面团测量装置的性能最稳定,确保了实验结果的准确性和可靠性。在此基础上,建立了一套完整的岩石复电阻率测量技术和标定方法,优选出性能最稳定的测量装置系统,排除非岩石极化效应的影响,为常规与非常规油气储层岩石物理分析和评价提供技术保障。     

三维激光球杆测量装置及其应用

研制了一种三维激光球杆装置,能方便地测量机床主轴或刀具的空间运行位置,介绍了装置的组成,误差分析和精度较正过程,该装置用于并联机床主轴空间运动位置的测量,实验和测量结果表明具有较高的测量精度和广泛的应用前景。     

深孔内径的在线精密测量原理及系统

针对深孔零件内径测量精度要求高、测量空间受限的问题,利用机械测量转换机构和电感位移传感器,研制了一种深孔内径在线精密测量装置。首先对测量转换机构进行力学分析,推导出影响该机构测量精度的主要因素,然后提出一种针对该装置系统的误差补偿方法,并搭建了在线测量平台,最后将测量装置安装在自动化生产线上,在工作状态下对某已标定深孔内径尺寸的工件进行多次重复测量实验,根据六西格玛理论对该测量系统进行统计学分析。分析结果表明:为了提高系统的测量精度和动态特性,转换机构设计时应该选择较大的刚性比和合理的簧片高度,以保证较小的寄生转角和较大的固有频率。实验结果表明:测量系统偏倚为0.02μm,测量极差为2μm,测量精度为3μm。该装置具有结构简单、测量精度高的优点,能够满足深孔内径在线测量要求。     

自动补偿双频激光测量系统

本文介绍一个双频激光测量系统。以一个光学一电子混合运算装置实时测量空气折射率，对氦氖激光的波长进行修正。以石英温度计测量被测件的温度，把尺寸换算到２０℃时的长度。     

气垫导轨上空气膜厚度的测定

针对气垫导轨装置的重要参数——气垫厚度进行测定分析,利用光杠杆系统测量微小长度变化的方法,测量滑块和气垫导轨之间的空气膜厚度,并对可能产生的测量误差进行分析、讨论;测量结果显示：在通常情况下其厚度大致在150μm左右,与相关的技术指标相符。     

机械装置运动过程的数字式动态测量方法研究

提出一种针对运动的机械、液压装置的数字式动态测量方法。以通用的可编程中规模集成电路８２５３制成电路板，并采用ＰＣ总线，能与ＩＢＭ系列８０Ｘ８６计算机方便地接口。测试精度可达１０－４以上，响应很快，并能根据运动方向进行加、减计数；可用于机械、液压装置或机器人手臂的运动控制。     

基于自动调焦显微视觉的MEMS运动测量技术

为了对微机电系统(MEMS)的机械动态性能进行测试,结合自动调焦、机器显微视觉和频闪照明成像等多项技术,设计了基于自动调焦显微视觉的MEMS动态测试系统,可进行MEMS平面运动和离面运动的测量。该文介绍了系统的设计组成和关键技术,并针对系统做了验证性实验。实验结果表明,平面亚像素位移算法的匹配精度可达1/50个像素,在系统25倍的放大倍率下,平面刚体运动测量分辨率达到7.2nm×8.3nm;自动调焦过程迅速,焦平面定位精确,离面运动测量分辨率达到0.1μm。