Bertrand共轭曲面基本原理研究

通过对回转面、可展面、法向圆弧曲面等工程常用曲面“沿母线法线共面”这一共性特征的提炼与升华,提出Bertrand曲面的概念,并研究了其性质．作为在高副传动领域的应用与延伸,研究了Bertrand共轭原理。其基本特征是一对Bertrand曲面在共轭的各瞬时接触线均为母线．将Bertrand共轭按母线分为3种典型类型,分别给出共轭的基本条件．为了研究共轭条件的相客性,给出了反映各类共轭传动形式与准线特征的结构条件,并在此基础上建立共轭的微分关系武．这些研究为Bertrand共轭原理向工程转化奠定了基础．     

共轭旋转曲面的理论分析及计算机绘制

本文以共轭曲面原理为基础对旋转共轭曲面进行了理论分析，从包络面出发推导了表面为圆柱面的旋转共轭曲面方程、接触线方程。对共轭曲面，接触线进行了计算机绘制，并且对圆钢矫直机辊子和圆钢的共轭运动进行了计算机模拟。从而可以直观地考察所设计的共轭曲面的正确性和啮合情况，探索修改辊面的途径。     

由已知弹性共轭曲面求其共轭的弹性共轭曲面

运用弹性共轭曲面原理基本理论，研究了已知一个弹性共轭曲面而求解另一个与之对应的弹性共轭曲面的求解方法．所提出方法对于内外齿轮啮合、齿数差异较大齿轮啮合等弹性共轭曲面问题的求解，有着重要的理论和实际意义．     

对数螺旋线齿锥齿轮齿面的形成及传动原理(Ⅲ)

利用空间双参数曲面族包络理论推导了对数螺旋线齿锥齿轮的共轭齿面方程,在此基础上详细分析了对数螺旋线齿锥齿轮齿轮副啮合过程中齿面上的啮合线和接触线,并借助将曲面接触问题转化为曲线接触问题的研究方式,对齿轮齿面形状、特性等进行了充分的论证,研究和分析结果表明:对数螺旋线齿锥齿轮的共轭齿面也为对数螺旋曲面,从而进一步证明了该种新型齿轮传动应用于工程实际的可能性.     

一个四元数矩阵方程AXAH+BYBH=C最小二乘解问题研究

根据四元数矩阵方程的实表示方法,将四元数矩阵方程等价地表示为实数矩阵方程,再利用实数域上的矩阵方程约束解,给出了四元数矩阵方程AXAH+BYBH=C的自共轭最小二乘问题通解的表达式和自共轭最小范数最小二乘解的表达式.     

谐波传动空间相伴运动的共轭理论与特性分析

谐波传动轮齿的相对运动在柔轮壳体空间弹性变形条件下属于空间共轭运动,空间共轭理论是决定其运动与力的传递及综合性能的核心因素. 为此,提出了一种基于相伴方法的谐波传动空间共轭运动模型. 通过壳体的半无矩理论及各构件间的运动关系,建立壳体中性层母线的直纹面运动方程;根据准不动线条件与中性层母线的直纹面运动,推导出谐波传动轮齿的瞬轴面方程.采用空间运动的相伴方法研究瞬轴面与共轭齿面之间的内在联系,以瞬轴面为原曲面、刚/柔轮齿面为相伴曲面,推导出刚性齿面空间相伴运动的共轭条件式,形成空间相伴运动的共轭模型. 将啮合点的相对运动转化为绕瞬轴的螺旋运动,分析瞬轴与啮合点法矢的关系特性;将空间共轭运动退化为平面共轭运动,分析空间共轭与平面共轭的约束特性;将啮合面约束为准不动面,分析准不动面条件下的空间共轭运动特性. 从实例仿真分析可知,谐波传动刚性轮齿的平面运动是空间运动退化后的一种特殊运动,谐波传动退化后的空间运动与平面运动一致,这验证了本文所述空间共轭模型与运动特性的正确性.     

同向共轭曲线与两类界点

本文利用共轭曲面上的同向共轭曲线概念，推导出共轭曲面上的两类界线点的条件，并导出了一类界点条件Φ＝ψ＝０的几种等价条件，使解决一类界点的困难问题简化。     

计算圆弧齿轮综合曲率半径的新方法

用矩阵对一对相互啮合的圆弧齿轮进行坐标变换,建立齿面方程及齿面间隙方程,求空间共轭曲面综合曲率半径的问题转换为求平面曲线曲率半径的问题,导出圆弧齿轮综合曲率半径计算公式。     

变距螺旋面的形成方法及其在机械加工中的应用

本文提出了变距螺旋面的“生成法”,导出了变距螺旋面的普遍方程.在双自由度共轭曲面理论的基础上,提出了共轭曲面上以两个独立的运动变量为参数的参数曲线网及“实际双自由度共轭曲面”的概念.由此得出了加工一般变距螺旋面的新原理.     

固定边界的曲面中面积最小曲面的必要条件

考虑固定边界的曲面中面积最小曲面的必要条件的证明方法问题.在三维欧氏空间中,给定边界的闭曲面中面积最小的曲面,其平均曲率一定为零.采用直接的曲面向量方程的扰动方法,给出了固定边界面积最小曲面的必要条件的证明过程.     

基于MATLAB的数字化共轭曲面求解研究

为了实现数字化共轭曲面求解的目的,采用曲线插值替代曲面插值,从离散的数字化曲面得到一个连续的曲面,从而实现了共轭曲面法向量和相对运动速度的求解,在此基础上,提出了基于降维插值求解方法的数字化共轭曲面求解数学模型;运用计算软件MATLAB的强大数值计算和图形显示功能开发了数字化共轭曲面的求解算法,并用V isual C++实现了人机界面和数据的处理.计算实例的结果表明该方法能有效实现数字化共轭曲面求解.     

基于动态组合优化的切换型离散系统最优控制

讨论了一类切换型混杂系统的最优控制问题.离散子系统切换次数固定且性能指标为二次型时,基于动态规划原理,将多级决策问题转化为易于求解的单级决策问题,得到切换离散系统最优控制的全局解析解.利用作为演化计算重要分支的遗传算法,对切换顺序和切换时刻进行全局搜索使性能指标达到极小,并给出具体求解步骤.最后用数字算例验证了该算法的有效性,仿真结果表明该算法可以解决一类切换线性系统的最优控制问题.     

离散方程组的解不出负的条件

本文从讨论矩阵A的逆矩阵A-1非负的条件出发,研究用离散方程组求解微分方程数值近似解不出负的条件,并列举出一些类型的离散方程组是能满足这些条件。     

混合交通体系中弹性需求的网络平衡

讨论的城市交通体系模型由快速道路网和广布的街区道路连续区域组成 .针对这样特征的城市交通体系 ,建立了满足弹性需求及用户平衡条件的数学规划模型 ,并提出了以有限元算法为基础的迭代求解方法 .最后 ,给出了城市交通体系模型的算例 ,证明了模型和算法的有效性     

对流方程GLxF格式数值解振荡的可控性

给出对流方程ut+aux=0,x∈R,t0,a∈R的广义Lax-Friedrichs格式(GLxF格式)稳定的充要条件,在数值粘性、网格比及初始数据离散点变化时用图例直观展示格式数值解的行为.然后用傅利叶分析法证明GLxF格式数值解的振荡与数值粘性、网格比及初始数据奇偶离散的关系,从理论上论证数值解的振荡是可控的.     

Nernst-Planck-Poisson方程的差分/谱方法求解

研究了Nernst-Planck-Poisson(NPP)方程的数值计算方法.推导了弱解的稳定性,提出了一系列时间离散格式,分析了半离散问题的若干性质,如离散浓度解的非负性(非负浓度是NPP系统的重要性质),格式的条件/无条件稳定性.结合谱方法进行空间离散,得到全离散数值格式,通过数值实验验证了算法的时间一阶、二阶收敛性,空间谱收敛性,以及离子浓度数值解的非负性.     

二维Biot固结方程的自然单元法求解

为了使自然单元法能够应用于土体等多孔介质的流固耦合计算,通过结合Biot固结理论及自然单元法自身特点,利用经典变分原理推导了固结微分方程的离散形式,并针对二维问题编制了相应的计算程序.算例结果表明,自然单元法的结果与解析解吻合良好,其精度高于有限单元法.从而验证了自然单元法在固结分析中的正确性,拓展了自然单元法的适用范围.     

一类不连续发展型集值方程的广义单调迭代法

利用序理论及广义单调迭代法研究了一类非线性不连续发展型集值方程，引入序理论给出其迭代格式，在空间中通过一个正凸锥定义一个序结构，并给出此问题的迭代格式（即广义单调迭代法），应用序理论得到连续问题迭代解的收敛线果，还给出一个合理的离散格式及其数值解法，在局部上半利曾希茨条件下，研究解集的收敛性。     

与年龄相关的随机种群系统分裂倒向Euler法的几乎必然指数稳定性

将分裂倒向Euler法应用于随机种群系统.在一定的假设条件下,首先给出解的存在唯一性,再利用离散半鞅收敛定理,建立了分裂倒向Euler法对应数值解的几乎必然指数稳定性的判定准则.最后,通过数值例子对所给的结论进行了验证.     

线性代数方程组的解的表示

本文在R~(?)中讨论了线性代数方程组的形式解,给出了解存在唯一的充分必要条件。当解唯一时,此形式解便是经典解,当解不唯一时,此形式解为其最小范数解,此方法既便于理论分析,又便于数值计算。