液压缸驱动剪叉机构的运动学及动力学分析

对液压缸驱动的剪叉机构进行了运动学及动力学分析，推导出液压缸活塞运动速度与剪叉机构运动速度的关系式及活塞推力与剪叉机构荷重的关系式，并给出了实例及计算结果。     

剪叉机构中两种液压缸布置方式的分析和比较

针对实际升降台剪叉机构中液压缸常用布置方式存在的问题 ,提出了另一种相对布置方式 .利用瞬时速度中心法和虚位移原理 ,推导出这种布置方式液压缸活塞运动速度与台面升降速度的关系式及活塞推力与台面荷重的关系式 ,并对 2种布置方式进行了分析和比较 ,指出了它们各自的优缺点及适用场合 .根据一升降台剪叉机构的工程实例做了几何、运动和动力参数的对比计算和液压缸结构参数的合理选择     

固定液压升降台的优化设计

对升降台进行动力学分析,建立剪叉机构的力学模型,确定了影响液压缸最大推力的关键参数,并利用MATLAB软件对这些参数进行优化设计。通过仿真优化,升降台的各项性能都得到了很大的改善,为剪叉式举升机构的设计提供理论依据,具有实际研究意义和工程使用价值。     

基于机液联合仿真的剪叉机构疲劳寿命分析

为解决工程机械复杂机液结构的疲劳寿命计算问题,以某型号高空作业平台剪叉机构为研究对象,提出了一种基于机液联合仿真的结构疲劳寿命计算方法.首先,建立了剪叉机构的机液联合刚柔耦合多体动力学仿真模型,分析了剪叉机构在举升过程中的受力情况,确定了极限工况为举升阶段79.2 s时刻,提取了各关键铰点处的载荷谱;并通过剪叉机构的油缸压力和结构应力测试实验,验证了动力学仿真模型的正确性;然后,基于联合仿真确定的极限工况和铰点载荷谱,对剪叉臂进行了极限工况下和单位载荷作用下的静力学分析,得到了剪叉臂结构应力分布情况;最后,利用铰点载荷谱和剪叉臂结构应力通过仿真获得剪叉臂疲劳损伤云图,确定了剪叉臂疲劳危险部位主要是剪叉臂各个零部件的连接位置处,为后续的疲劳寿命优化提供了基础.     

剪叉式提升机构受力特性分析

为了对三级剪叉式提升机构的受力特性进行分析研究,首先将其简化为二级剪叉式机构,并利用虚位移原理和力学分析方法对简化后机构的轴力、弯矩和应力等进行了推导与分析,得到了机构受力与起升荷载、起升角度的关系式。然后结合对三级剪叉式机构受力特性的有限元仿真,得到了简化前后2种机构的受力特性曲线。最后对比分析发现:虽然简化后机构各点的受力特性会发生改变,但是机构中剪叉臂的轴向应力和剪切应力的最大值变化不大,剪叉臂所受的最大弯曲应力近似为简化前的2.3倍,并且这些应力的最大值均随着起升角度的增加而非线性地减小。因此,可以通过计算二级剪叉机构中的相关应力来估算三级剪叉机构中的应力。     

伸缩臂叉装车变幅机构的铰点位置优化

鉴于伸缩臂叉装车变幅机构的铰点位置的确定直接影响变幅液压缸的负载值和压力冲击,分析了变幅机构的工作特性,以提高传动力比和降低油压波动值为目标,采用统一目标函数法建立多目标优化设计数学模型,利用Matlab遗传算法工具箱对变幅机构的铰点位置进行优化.结果表明优化后的尺寸能大大提高叉装车的变幅机构的作业性能.     

弦支剪式可展桥参数化分析及优化设计

剪式可展桥能够快速搭建灾后应急通道，提高救援效率.针对剪式机构刚度差、材料利用率低等特点，结合弦支体系提出了一种新型的应急用弦支剪式可展桥梁结构.为研究其结构的承载性能，采用Karamba3D建立有限元模型，在移动荷载作用下对撑杆长度、撑杆数目、剪叉杆截面、初始预应力幅值、剪叉角度等影响因素进行了参数化分析，并利用Galapagos模块以结构最低质量为优化目标对弦支剪式可展桥进行优化设计.结果表明:增大撑杆长度、撑杆数目和初始预应力能够有效减少剪式机构应力和挠度；增大剪叉角度使剪式机构应力和挠度增大，而增大剪叉杆截面厚度会减少剪式机构应力，但会增大其挠度；剪式机构依然以受弯为主；优化使结构质量减少38.89%，且优化后弦支剪式可展桥的应力和挠度大约是其对应剪式可展桥的0.25倍和0.2倍，验证了弦支剪式可展桥的优越性.     

剪叉式升降机组合销止动装置的设计与研究

通过对剪叉式升降机剪叉机构的结构性能分析,设计了一种新型的组合销止动装置,可以让剪叉机构在多位置高度实现锁定,具有安装与拆卸便捷、可靠性高、磨损小等性能特点。阐述了该组合销的结构组成,与单支撑杆、单销锁定方式进行了理论比较,并通过Midas软件进行仿真分析,验证了该组合销结构的优越性,为大负载升降机的安全保障提供一种新型装置。     

多级组合型大角度变幅机构的动力学特性

为研究自主设计的多级组合型大角度变幅机构的动力学特性,采用层次化的求解方法,计算该变幅机构的位置正解方程、位置反解方程、一阶速度雅可比矩阵和二阶加速度海森矩阵,再建立该变幅机构关于主动副的标准形式拉格朗日动力学方程。基于MATLAB仿真分析2种变幅方式下前液压缸和后液压缸的载荷情况,搭建多级组合型大角度变幅机构的试验平台并进行试验研究。研究结果表明:该动力学模型能够预测多级组合型大角度变幅机构的动力学特性,与后液压缸先收缩再前液压缸收缩的变幅方式相比,前液压缸先收缩再后液压缸收缩的变幅方式具有更优的力学性能。     

剪叉机构升降台模糊PID控制

针对传统PID控制对剪叉机构升降台的非线性系统无法控制的问题,利用模糊控制较好地解决非线性因素造成的不利影响,设计基于模糊控制和PID控制的FUZZY PID剪叉机构升降台控制系统.对模糊系统的参数自动调整,避免设计过程中参数的大量调试工作,并使系统获得更好的控制性能.利用MATLAB针对不同控制器进行仿真,仿真结果表明FUZZY PID控制器消除了由系统非线性产生的爬行现象,使系统运行更加平稳快速,具有比PID控制器更好的控制效果.     

基于卷积神经网络的钳剪工具痕迹识别

钳剪工具痕迹识别对法庭审判和侦查破案有着重要的参考价值,是物证分析识别的重要组成部分。针对该类工具种类繁多,现场痕迹复杂多样的特点,本文提出了一种基于卷积神经网络识别的钳剪痕迹分析方法。使用断线钳、线缆钳等10类常用钳剪工具,采集制作了300枚钳剪样本,在此基础上对特征区域进行录制,共200余段视频,提取钳剪痕迹特征图像共120 000张。提出TpsNet,以钳剪断头的侧面图片为识别分类对象,通过图片的分类实现对钳剪痕迹的分析识别。结果表明,TpsNet模型在钳剪痕迹数据集上的分类精度达到97.56 %,可作为钳剪痕迹分析与识别的重要依据。     

升降台剪叉机构的时变非线性分析与控制

在分析了升降台剪叉机构的运动机理后，提出一种针对精确时变非线性对象的控制方式，改变了以前控制模式中的缺点，使得台面运动姿态得到有效控制，既保证速度均匀稳定，又能更准确地定位．仿真结果表明，该算法简单、实用．     

单光刀与单光镊激光微束系统

提出了构建一种用于细胞非接触操作的激光微束系统。该系统由 Nd:YAG激光束经声压、热膨胀、汽化等综合效应实现的光刀和 He- Ne激光束经光学动力学效应实现的光镊组成。将两激光束耦合到显微镜中 ,实现了生物细胞的捕获、移动、翻转、打孔等一系列操作。在此基础上 ,分析了形成光镊所必需产生梯度力场的条件和形成光刀对能量的要求 ,进行了系统的总体设计、关键部件设计和选择 ,构建了一套激光微束操作实验系统 ,得到了预期的试验结果。在该系统上成功地实现了非接触细胞操作 ,并对染色体进行了切割。     

无砟桥上无缝交叉渡线力学特性的影响因素

基于有限元方法,以60 kg/m钢轨、12号固定辙叉、4 m间距无砟轨道交叉渡线为例,建立了无砟桥上无缝交叉渡线纵横向耦合的温度力及位移计算模型.主要研究了桥梁及钢轨的温度变化幅度、桥墩墩顶纵向水平刚度、桥梁形式及支座布置形式等因素对桥上无缝交叉渡线力学特性的影响,并对今后无砟桥上无缝交叉渡线的设计提出了建议.     

Local dispersal promotes biodiversity in a real-life game of rock-paper-scissors

One of the central aims of ecology is to identify mechanisms that maintain biodiversity. Numerous theoretical models have shown that competing species can coexist if ecological processes such as dispersal, movement, and interaction occur over small spatial scales. In particular, this may be the case for non-transitive communities, that is, those without strict competitive hierarchies. The classic non-transitive system involves a community of three competing species satisfying a relationship similar to the children's game rock-paper-scissors, where rock crushes scissors, scissors cuts paper, and paper covers rock. Such relationships have been demonstrated in several natural systems. Some models predict that local interaction and dispersal are sufficient to ensure coexistence of all three species in such a community, whereas diversity is lost when ecological processes occur over larger scales. Here, we test these predictions empirically using a non-transitive model community containing three populations of Escherichia coli. We find that diversity is rapidly lost in our experimental community when dispersal and interaction occur over relatively large spatial scales, whereas all populations coexist when ecological processes are localized.     

应用相关技术提高离合器式飞剪的剪切精度

为提高离合器式飞剪的剪切精度，采用相关测速技术，对热轧线材的运行速度进行在线测量，并综合运用可编程序控制器及其高速计数模块，完成了系统控制软件的设计，使剪切误差控制在+200?mm以内，达到了国内先进水平.     

Mobility promotes and jeopardizes biodiversity in rock-paper-scissors games

Biodiversity is essential to the viability of ecological systems. Species diversity in ecosystems is promoted by cyclic, non-hierarchical interactions among competing populations. Central features of such non-transitive relations are represented by the 'rock-paper-scissors' game, in which rock crushes scissors, scissors cut paper, and paper wraps rock. In combination with spatial dispersal of static populations, this type of competition results in the stable coexistence of all species and the long-term maintenance of biodiversity. However, population mobility is a central feature of real ecosystems: animals migrate, bacteria run and tumble. Here, we observe a critical influence of mobility on species diversity. When mobility exceeds a certain value, biodiversity is jeopardized and lost. In contrast, below this critical threshold all subpopulations coexist and an entanglement of travelling spiral waves forms in the course of time. We establish that this phenomenon is robust; it does not depend on the details of cyclic competition or spatial environment. These findings have important implications for maintenance and temporal development of ecological systems and are relevant for the formation and propagation of patterns in microbial populations or excitable media.