超精密气浮工件台误差建模

为了研究多种作用因素在高加速、大行程条件下对超精密微动台静态精度的影响,利用刚体运动学,通过综合工件台中的线性位置误差与角位置误差,建立了超精密气浮工件台的静态误差解析模型。利用该模型,结合有限元等方法定量分析了超精密气浮工件台中加速度、制造误差、结构柔性及气浮轴承刚度等普遍存在的误差因素同时作用时对系统最终精度的影响。通过分析,证明在高加速、大行程条件下,气浮轴承的角刚度不足是造成静态误差的主要因素。     

超精密气浮平台的定位精度分析

针对超精密定位平台的高精度要求,以及气浮轴承的刚度和阻尼相对于气膜厚度的变化存在明显的非线性特性,在分析超精度气浮定位平台的基础上,建立了气浮定位平台直线运动的数学模型和基于滑模控制器(SMC)的系统控制模型,并进行了参数分析和实验研究.结果表明:气浮刚度的增大和阻尼的存在有利于改善平台的定位精度,SMC具有较好的鲁棒性,在受外界干扰较大且存在较大非线性情况下,定位平台仍能达到较好的定位精度.     

纳米级超精密气浮工件台振动特性分析

针对超精密气浮工件台的振动特性展开研究,提出了一种气固耦合的仿真处理方法.采用在气浮孔中施加对地弹簧的方法来模拟气浮系统,建立了工件台系统的动力学模型,推导出了系统的振动方程,对振动特性进行了求解和分析,得到了系统的固有频率和振型,对系统的结构刚度有了一个较为准确的估计.仿真结果表明振动对工件台定位精度影响很小,但会给测量造成一些误差.由仿真辨识出了气浮引起的振动频率范围,为系统的进一步优化提供了理论依据.通过试验证明了仿真模型的正确性和精确程度,并由试验结果证实了由气浮产生的振动远小于由系统结构引起的振动.     

超精密气浮轴承垂直方向的动力学分析

针对超精密气浮轴承垂直方向的动态特性易受多种因素的影响,且各影响因素有极强的耦合性的特点,运用纳维-斯托克斯方程和牛顿力学方程建立了气浮轴承的动力学解析模型,通过求解该模型,研究了系统惯性项、对流项和几何项对系统动力学特性的影响机理,导出了在惯性项为扰动张量下的系统稳定性方程,获得了一维气浮轴承全动力学的解析渐近结果.仿真结果表明,所建立的解析模型正确地反映了超精密气浮轴承的动力学特性,得出的解析结果与仿真结果是一致的.     

面向IC封装的两自由度精密气浮定位平台设计

为提高引线键合机定位机构的运动速度和定位精度，提出了一种基于气浮导轨支撑的两自由度高速精密定位平台．该平台采用了新型的气浮解耦机构，使音圈电机置于固定支座上，有效地减小了定位平台的运动惯量．阐述了该气浮平台的解耦原理，探讨了节流孔直径和轴径间隙对平台承栽能力和静态刚度的影响规律，同时得到一组优化参数．在此基础上对平台的运动稳定性进行深入分析，该平台在给定的初始条件下可快速趋于稳定，所得结论为该类气浮定位平台的设计提供了一定的理论基础．     

多轴精密传动实验平台设计及动态特性分析

传动实验平台的动态特性对精密减速器测试结果的精度和可靠性有重要影响。以自行研制的新型多轴精密传动实验平台为分析对象,基于赫兹接触理论提出了交叉滚子直线导轨结合部刚度的计算方法;根据交错轴减速器测试的实际工况,利用弹簧单元模拟导轨结合部的接触特性,建立了实验平台在极限位置下的动力学模型;在此基础上利用有限元方法进行了理论模态分析,获得了平台的前4阶固有频率和模态振型;最后通过样机测试对平台的动态特性加以验证,得到平台实际工况下的最大振动速度为0.487mm/s。结果表明该新型传动实验平台满足精密设备的振动标准,具有良好的动态性能。     

6-RSS并联机构的运动学、动力学分析

以6-RSS并联机构为研究对象,运用D-H方法建立了各支链构件的坐标系。推导了支链的运动学反解的解析方程,并给出了各个构件的速度、加速度与动平台的速度、加速度的映射关系。然后用牛顿-欧拉方法推导了6-RSS并联机构的动力学方程,为该类机构的动力学分析奠定了基础。     

利用UG运动分析模块实现精密剪切模具的运动仿真分析

阐述了机构运动仿真的意义,介绍了在UG中进行运动仿真的过程,指出了在UG中创建机构运动分析方案的步骤,并按照该步骤详细地阐述了实现精密剪切模具运动仿真的过程.给出了动、静模运动过程中的速度曲线,为利用UG进行精密剪切模具的CAD/CAE进行了探索.     

动力学仿真中多余约束问题的分析与处理

多余约束问题是多刚体动力学分析仿真时很棘手的常见问题。针对使用基于欧拉-拉格朗日方程开发的动力学分析软件(如:Adams、DADS等)进行分析仿真时遇到的多余约束问题,进行了理论分析,即:分析约束对求解欧拉-拉格朗日方程的影响(约束向量的雅克比矩阵对求解欧拉-拉格朗日方程的影响),并给出了这一类问题的解决方法。合理地约束模型及正确地变换约束类型和方式。最后,以Adams2005为例,结合工程实例验证了该解决方法的正确性。     

电磁直驱与传统电子提花机动力学分析和效率对比

为了明确电磁直驱式电子提花机相对于传统电子提花机的效率优化程度.基于牛顿-欧拉法对齿轮式传动电子提花机的传动机构进行动力学求解,得到无摩擦损耗下的电机输入功率曲线并采用ADAMS仿真验证该结论.在此基础上,考虑到运动副摩擦损耗后求解出齿轮式传动电子提花机的传动效率.依据电磁直驱式电子提花机的功率方程求解出其输出功率曲线,将两者的传动效率进行对比分析,获得新型电磁直驱电子提花机所获得的效率优化程度.分析结果表明,新型电磁直驱电子提花机舍弃掉传统电子提花机上的中间传动构件后其传动效率从原先的47.22%提升至85.91%,能够极大地降低电子提花机能耗,为新型电子提花机的研发提供一定的理论支持.     

非经典线性动力系统的振动分析

采用状态空间法,对多自由度非经典线性动力系统的振动进行了分析,提出了系统位移主变量和速度主变量概念,给出了系统状态向量与位移主变量和速度主变量之间的关系.算例表明,引入位移主变量和速度主变量后,可使非经典线性动力系统的振动问题得到更清晰的描述.     

船舶运动状态下超声波风速风向动态测量建模与分析

根据超声波风速风向传感器工作原理,建立船舶运动状态下超声波风速风向动态测量的理论模型,并搭建船舶动态风速风向测量的模拟平台。在不同风速和风向条件下进行大量实验。数据分析表明,实验结果与理论模型一致。该结果可为船舶运动状态下风速风向动态测量误差补偿提供理论基础。     

动力分析实测强震加速度时域选取的优化算法

为缩短强震台监测的加速度时程动力分析时间,提出了加速度时域选取的优化算法.首先,运用希尔伯特-黄变换求得实测加速度能量在时域内的表达形式;然后,根据能量时程曲线,以保留总能量95%为基准,对低能量时段进行过滤;最后,对非低能量时段进行拼接处理,得到优化加速度时程.将该优化算法运用于＂5.12＂汶川地震卧龙台所测强震加速...     

静压支承动静特性及运动误差研究进展

目前对静压支承动静态特性的研究依赖于所采用的节流器形式和结构形式,主要集中在静压轴承(径向轴承和推力轴承)的油腔形状、轴承结构、轴承表面粗糙度、润滑介质和轴承弹性变形的影响,对于静压支承热效应的影响及静压导轨动静特性的研究涉及较少。对静压支承运动误差的研究大都是从运动件静力平衡出发,未考虑运动速度和结构变形对运动误差的影响。最后,从静压支承的标准化、模块化和产业化研究,静压支承的热效应研究,静压导轨的动静特性研究以及服役态下静压支承运动误差研究等方面提出研究展望。     

机动车斜碰撞受力与运动分析

交通事故再现分析中碰撞模型的建立和应用是一个关键步骤,目前国内外应用比较广泛的汽车碰撞事故分析软件和方法中模型的建立均应用了动量定理.通过分析机动车碰撞中撞击力大小与形变深度成正比的关系,可以建立起"有效碰撞速度"与汽车形变深度间的关系式,从而通过经验公式来计算出"有效碰撞速度"的大小.当两车发生斜向碰撞时,被撞车辆的运动常常在平动的同时伴有转动.为较准确计算出汽车在碰撞前的速度,通过碰撞过程的动力分析和运动分析,应用动量守恒公式求解碰撞前的车速与汽车碰撞后质心的速度,即可再现碰撞前两车的运动状态.     

局部非线性系统动响应分析的预测—校正方法

提出了具有多个非线性区的结构系统动响应分析的预测－校正方法，并对典型算法的稳定性进行了讨论。该方法将结构划分成若干个子系统，通过对各子系统边界状态的预测使整个系统得以解耦，真正的系统状态则在子系统各自的控制方程中校正。方法不仅避免了子结构法中的静凝聚，提高了求解效率，而且还适用于求解力学性态差异较大的系统间的耦合问题。     

谐波齿轮传动系统动态特性的测试与分析

利用计算机辅助测试及分析技术，建立了谐波齿轮传动系统动态特性测 试与分析的微机系统，并利用该系统对谐波齿轮传动系统的动态特性进行了 测试与频谱分析。在理论分析计算与实验测试相结合的基础上，建立了谐波 齿轮传动系统扭转振动的数学模型，为对谐波齿轮传动动态特性的深入研究 提供了一种行之有效的分析方法。     

基于浮动定子的超高加速度宏微运动平台设计及隔振分析

突破宏微运动平台加速度限制对于微电子制造业的快速发展具有重要意义。为突破加速度限制,基于"宏+微+宏"驱动模式,提出了一种超高加速宏微运动平台。由超高加速度引起的振动通过浮动定子隔离,以保障超高加速度宏微运动平台超精密定位并获得平台的优越性能。通过搭建基于浮动定子的超高加速度宏微运动平台理论模型,进行理论分析以探究其振动隔离特性。进一步,利用ANSYS软件对宏微运动平台的有限元模型,进行相关瞬态动态仿真分析,对振动隔离进行验证。最后,搭建振动实验平台,在超高加速度下,基于浮动定子的宏微运动平台在频域和时域中振动隔离被验证。研究结果为微电子制造设备升级和制造业的快速发展提供了理论和技术依据。