基于分形理论及蒙特卡罗法的电主轴热特性分析

为了在设计阶段解决高速主轴在实际加工中因温升过高而突然失效问题,构建了主轴热-结构耦合有限元瞬态分析模型.提出了基于接触角迭代法的滚动轴承生热功率求解方法,利用电动机效率分析法求解其生热功率.引入分形理论与蒙特卡罗方法计算结合面间接触热导,有效避免了统计学方法的不准确性与实验法通用性不强的缺陷.由雷诺数判定冷却液流动状态,并依据努赛尔数计算出主轴不同部件的对流换热系数.将上述边界条件施加到有限元模型中,对主轴温度场与热变形进行仿真.结果表明,高速主轴热特性建模方法正确,并能准确预测主轴温度场分布和热变形.     

机器人关节短筒谐波减速器接触计算与分析

为了研究机器人关节常用短筒谐波减速器在不同负载下的接触应力和变形分布,采用AN-SYS有限元分析软件,建立了柔轮和波发生器面面接触的空载有限元模型,并根据实验得到的啮合力公式,对柔轮与刚轮的啮合边界条件进行了计算。在此基础上,利用前置条件共轭梯度法求解了柔轮在不同载荷下的应力与变形,分析了柔轮应力和变形与所受载荷之间的关系及其变化规律,发现负载的增大可使柔轮齿圈截面的变形和应力增量呈等比增大,且不会引起变形和应力增量分布位置的变化。通过柔轮空载的变形实验、柔轮破坏实例以及柔轮轴向应力分布实验的比较发现,所计算的结果与实验结果较为吻合,为谐波减速器短筒柔轮承载能力的计算、结构及制造工艺的优化提供了一种准确、有效的方法。     

毫秒激光加工小孔与重铸层的后处理工艺

利用钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)毫秒激光器以正交实验法在1Cr13不锈钢材料上进行加工实验,得出在现有条件下具有最小重铸层微小孔的脉冲激光优化参数(如脉宽、峰值功率、频率、离焦量).采用一种化学酸溶液对按此优化参数加工出来的微小孔进行腐蚀,发现腐蚀后孔壁上激光加工形成的重铸层已被完全去除,表明由脉冲激光优化参数加工出的微小孔能够很好地配合化学酸溶液的腐蚀.该复合加工方法具有成本低、效率高、操作简单的特点,不仅解决了高能束热源在金属上加工微小孔时常有重铸层及微裂纹缺陷的问题,而且得到了孔壁光滑、轮廓清晰的高质量微小孔.     

薄膜传输系统导向辊的力学特性分析

为了提高薄膜传输的精度和稳定性,根据导向辊的结构特点,建立了多体组合的有限元模型,分析了导向辊的挠曲变形、模态、谐响应和不平衡激励变形,并对静态时的挠曲变形进行了试验测试。研究结果表明:导向辊的壁厚、辊体长度和轴头长度等是影响导向辊力学特性的主要因素;采用目前企业常用的导向辊结构参数和生产工艺参数,导向辊在薄膜张力、自身重力以及不平衡质量激励下的最大变形值为52.725μm;如果将导向辊筒体的壁厚从4.5mm减小为3.5mm,其他条件不变,虽然会使导向辊结构的最大变形值提高为58.108μm,但临界转速可从8 255.1r/min提高到8 309.94r/min,随动比则可从0.920提高到0.982,从而有利于提高薄膜传输的精度和稳定性。     

精密进给系统热误差的协同训练支持向量机回归建模与补偿方法

针对精密进给系统热误差的数据稀缺且获取成本高的问题,提出了一种基于协同训练支持向量机回归算法(COSVR)的精密进给系统热误差建模与补偿方法。通过整合标记数据(温度和热误差)及未标记温度数据建立热误差模型,利用基于西门子840D数控系统开发的补偿方法进行补偿。以精密镗床双驱动滚珠丝杠进给系统X轴为研究对象,进行热特性实验,获取24 m/min进给速度下的标记数据和12 m/min进给速度下的未标记温度数据,利用COSVR整合所有数据建立热误差模型,并通过遗传算法优化的支持向量机回归算法(GA-SVR)仅选用标记数据建立对照模型,获取18 m/min进给速度下的标记数据用于模型性能测试。结果表明:与GA-SVR模型相比,COSVR模型的均方根误差减少了34.14%,且在100 min和520 min时的误差范围分别减小了62.62%和55.85%。COSVR模型具有更好的预测性能且能更有效地降低热误差,进一步提高了精密进给系统热误差的建模精度。     

放卷张力系统解耦控制器的设计

针对凹版印刷机放卷系统对张力控制稳定性的要求,提出了一种利用自抗扰控制( ADRC)技术来设计张力解耦控制器的新方法.根据放卷系统的工作机理,建立了放卷张力系统的非线性耦合数学模型,用ADRC方法推导了张力系统的解耦模型,得到了系统阶数和静态解耦模型.在放卷张力系统模型的基础上,利用ADRC技术对放卷系统的张力解耦控制器进行了设计.控制器内部鲁棒性和抗干扰性能的对比仿真结果表明,所设计的ADRC解耦控制器可以较好地实现系统的解耦,并具有比传统比例积分微分控制器更好的内部鲁棒性和抗干扰性.     

中国应从“制造车间”发展为“世界制造工厂”

由中国国家自然科学基金委员会(NSFC)、吴贤铭基金会(美国)主办，中国机械工程学会(CMES)、美国机械工程师学会(ASME)、美国科学基金会(NSF)协办，西安交通大学承办的第6届海内外青年设计与制造科学会议暨第6届吴贤铭制造科学会议”(ICFDM’04)于2004年6月21～23日在西安召开。会议目的是推动设计与制造科学研究和技术发展，加强设计制造科学领域海内外学者学术交流与合作。     

基于质量屋矩阵的产品模块划分方法

针对质量屋（HOQ）矩阵维数大、工程上不便处理的问题，提出了一种基于HOQ矩阵的产品模块两阶段分解方法．首先根据产品工程性能互相关矩阵，按照最大一最小划分方法，通过求解Fiedler特征值以及相应的Fiedler特征向量的方法，将产品工程性能进行分组，然后根据用户需求与产品工程特性的关系矩阵以及按工程性能分组所确定的分组数，按照惟一及最大相关度的原则通过求解0—1优化问题，将用户需求分配到相应的组中，从而将具有强耦合的用户需求与产品工程性能紧密相连，实现了对产品模块的划分．通过对某机床设计的实例，验证了该方法对于产品模块化设计的有效性．     

新型正电子束技术的应用及研究进展

介绍了正电子束相关技术及应用的发展历程,实验方法以及应用。结合近年来的实验和理论成果,对基于捕获的新型正电子束的研究进展做了相关介绍,并展望了其应用前景。