插床六杆机构的运动学和动力学分析

建立插床六杆机构的矢量模型,采用matlab/simulink微分模块建立仿真框图,设置合理的初始条件,将运动结果可视化,获得插刀的位移、速度、加速度曲线.调整构件的相对长度,得到不同的运动曲线,从而实现机构设计的快速性.在计及摩擦力时,通过作摩擦圆和判断相对角速度的方法分析机构的受力情况.根据摩擦总反力始终与摩擦圆相切,并对铰链中心所形成的力矩方向与相对角速度相反的原理,确定各个构件所受的摩擦总反力,最终将惯性力作用在相应的构件上.应用达朗贝尔原理进行动态静力分析,得出主动件上平衡力矩随时间变化的规律.     

转动副的摩擦要领

总结了求解转动副摩擦的要点、步聚     

航空渐开线花键副微动摩擦接触参数分析

使用有限元方法对航空渐开线花键副摩擦进行接触分析,得到花键副的接触应力及相对滑移分布规律,并考虑接触长度、花键壁厚和摩擦因素对花键副接触的影响.研究结果表明:花键副接触应力及相对滑移分布不均匀,端部的接触应力及相对滑移较大;增加接触长度不能提高花键副的承载能力,接触长度与花键分度圆直径之比不得大于1.2,最佳为0.5;花键壁厚越薄,端部接触应力和相对滑移越大;摩擦因素对接触应力几乎没有影响,但相对滑移与摩擦因素成反比.     

刚性回转体平衡配重方法

机械运转时,除了惯性主轴通过质心,且作等角速转动的回转构件外,所有其它构件都产生惯性力.惯性力在机械各运动副中引起动压力,进而增加运动副的磨损,影响构件的强度,降低效率.此外,周期性的惯性力还造成机械本身的工作精度及可靠性的降低,使零件疲劳破坏并产生噪声.因此,研究机械平衡,消除附加动应力,可以很好地提高产品质量,改善工作环境.     

茹可夫斯基杠杆法的推广及应用

茹可夫斯基杠杆法是用来求解机构平衡力和平衡力矩的一种方法,其优点是省略了求各运动副中反力的繁复过程。但纵观国内外的文献,在使用该法时仅局限于机构中各构件为刚性杆,且不考虑摩擦力。可是现实中各机构往往还带有液压气动元件和弹簧约束等;随着机械向高速、高精度发展,摩擦也是一种不可忽略的因素。为此,本文把茹可夫斯基杠杆法加以推广使之适用于带液压气动元件、带弹簧约束、考虑部分运动副中摩擦力(包括移动副和转动副)的机构。     

双金属复合弹性体摩擦副接触性能

针对单一材料高副构件接触应力大的问题,提出一种弹性模量外高内低的双金属复合高副机构设计思路,以增大构件的接触变形,便于润滑油膜存在,利于减摩.基于赫兹接触理论建立有限元模型,在相同载荷条件下,分析单一材料和双金属复合弹性体的接触压力和接触变形,并进行平行圆柱体接触摩擦试验.结果表明:与单一材料高副构件相比,双金属复合弹性体有相对较大的实际接触面积,可以有效降低接触应力.     

基于刚柔耦合的挖掘机工作装置关节摩擦副动力学分析

针对液压挖掘机工作装置关节摩擦副摩擦磨损问题,运用假设模态法及拉格朗日运动法建立了挖掘机工作装置刚柔耦合动力学模型,并分别基于刚体以及刚柔耦合模型下对工作装置进行动力学分析,得到3个重要关节的载荷变化曲线,进而基于联合仿真对动臂-底座关节摩擦副端面进行动态应力对比分析.结果表明,基于刚柔耦合的动力学分析更加贴近实际情况.挖掘机的回转过程中关节摩擦副会产生剧烈的交变载荷,摩擦副端面接触压力区域分布于外圈边缘,并随着工作装置的运行沿外圈移动.所得结论为挖掘机的关节摩擦副设计优化提供更加准确的依据.     

框架结构梁柱构件转动约束刚度精确解研究

钢框架中梁柱构件的转动约束刚度是重要的参数。它在钢框架构件耐火极限计算及抗火设计中有很重要的应用。以一个典型4跨6层纯框架为例,用有限元方法计算了该框架结构所有梁柱构件的转动约束刚度,并且对各种约束刚度的影响因素进行了分析。     

大型空间机械臂制动器陶瓷摩擦副的研制

根据大型空间机械臂制动时的安全需求,基于大型空间机械臂制动安全的数学模型,确定了制动器摩擦副的综合设计指标.以制动器力矩稳定性及寿命等为指标,计算了摩擦副的等效半径及喷涂厚度,设计了基于陶瓷材料的摩擦副.研制了陶瓷摩擦副制动器样机及实验台.通过对制动实验数据的分析,验证了摩擦副设计的正确性.结果表明,以大型空间机械臂制动安全指标推算制动器摩擦副综合设计指标,以此来进行制动器摩擦副设计是可行的.     

基于塑性损伤理论的PBX圆拱结构变形破坏分析

为研究PBX构件在复杂应力状态下的力学行为,采用塑性损伤模型对PBX圆拱结构在压缩条件下的变形与破坏过程进行模拟,分析了不同约束状态下PBX构件的承载能力、变形破坏过程与裂纹形貌,发现试件的承载能力随着端部摩擦的增强而提高,经过与实验结果的对比可知,当摩擦因数取0.2时模拟得到的失效载荷为908.9 N,与实验结果的平均值921.3 N最为接近.在约束状态下圆拱的承载能力有了较大提高,并且在裂纹出现后试件仍然能够继续承载.通过数值模拟可知端部约束条件抑制了试件的变形和裂纹的扩展.在强约束条件下试件发生了二次破坏,通过数值模拟再现了这一过程,通过与实验的对比发现数值模拟在描述裂纹形貌、载荷等方面有较好的结果.      

回转体形状恢复与位姿估计方法

机器人抓取场景中经常包含许多具有回转结构的物体,然而由于这些物体不存在已知的三维模型,无法快速高效地确定回转体形状和位姿。针对这个问题,在现有的基于单视图回转体建模方法的基础上,将位姿估计和重建过程结合,提出回转体形状恢复与位姿估计的方法。首先利用训练好的整体嵌套的边缘检测(holistically-nested edge detection,HED)网络模型得到图像中回转体的边缘轮廓并进行细化处理,再与传统边缘检测方法相融合,提取回转体轮廓信息;其次,根据回转体成像特殊几何约束,依据单张回转体照片建立比例模型;最后,利用同一回转体不同角度的两张图像估计其尺度与位姿。通过实验表明,该方法能够通过两张同一回转体的照片,估计回转体的真实尺度与空间位姿,同时不需要点云信息,是一种鲁棒性较好的回转体形状恢复与位姿估计方法。     

旋转场辨向层栅激光多普勒测振系统研究

弱散射光的回收处理和速度方向的辨别均是激光多普勒测速技术中的关键问题。 采用单周期层栅可充分回收利用信号光能量，应用旋转场可广泛灵敏和简单方便地辨 别速度方向。在国外近几年研究成果的基础上，自行建成了旋转场辨向层栅激光多普 勒测振系统并成功获得了多普勒信号。本文借助于层栅理论和琼斯矢量综述其机理方 面的理论与实验研究工作，并举例说明基于旋转场辨向各种测试手段中信号叠加方案 的一般分析方法。     

多功能转速表

本文在介绍多功能转速表硬件电路的基础上,介绍了它的软件设计思想。该表除具有一般转速表功能外,还能测量旋转体的“启动时间”、“制动时间”、“动态速降”、“恢复时间”等,从而为用户对旋转体的特性作进一步分析和研究提供了重要依据。     

飞越北极数学建模方案Ⅰ

对“飞机从北京出发,飞越北极直达底特律所需时间可比原航线节省多少”的问题进行讨论,并将航线的选择归结为寻求曲面上的最短弧,应用“曲面上最短弧为测地线”的事实,分两种情况展开讨论：模型一：假设地球是球体,则测地线恰好是大圆,而球面上两点间的最短弧,就是其所在大圆对应的劣弧,我们可通过单位向量的点乘与夹角的关系加以解决;模型二：假设地球是旋转椭球体．我们利用微分几何学中测地线方程及曲线的弧长公式,并且把球面的纬度转化为旋转椭球面纬度,对于4组较特殊的点,纬度几乎相等或相近,或者两者之间的经度差过大,用测地线计算比较困难,我们用椭圆弧长代替测地线,结合数学软件Mathematica可求得测地线长．     

关于回转铣刀法向沟槽问题

针对目前转铣刀相关文献中沟槽法向截形设计中的问题指出了疏漏所在,并建立了准确的数学模型,因而可供回转铣刀研制工作参考。     

关于等螺距铣刀设计制造原理及相关模型研究

给出了在给定特种回转铣刀回转角速度的前提下,加工等螺距螺旋沟槽的径向进给速度公式,进而给出相应螺旋刃口的设计的通用公式和轴向进给公式,为加工回转铣刀提供了参考,还将这些通式应用到多种具体回转面刀具之中,因而可供这类沟槽的回转铣刀的研制参考。     

转轴强度计算的新方法

利用奇异函数导出转轴应力的通用表达式，然后用优化方法确定危险截面，可以在不画扭矩图和弯矩图的情况下进行转轴的强度计算     

全回转起重船起重作业系统建模与半实物仿真

为了创建逼真的全回转起重船起重作业虚拟训练环境,根据实际海上起重作业过程,综合考虑海况、动力定位、实时操纵、压载调整等多种因素对起重作业的影响,构建了多通道数据交流数学模型,并通过虚拟现实技术、通信网络技术、实时动力学解算以及半实物操纵模拟等方法的联合应用,实现了身临其境感觉的交互式半实物仿真环境．仿真实验表明：工程技术人员通过仿真演练可以对起重作业过程的关键参数进行推敲,对实际操作过程进行预演,起到辅助制定工艺过程、降低海上起重作业风险以及提高海上工程作业的可靠性的作用．     

K-H类NGW型行星机构系杆调节装置设计研究

从工程实际需要出发 ,在可调系杆长度的新型行星齿轮传动机构的方案设计和系杆长度调节范围分析的基础上 ,提出了行星齿轮机构系杆长度调节装置的传动、结构方案 ,并对其调节精度 ,工作可靠性进行了分析论证 ,为这一机构的开发应用提供了必要的理论依椐。     

任意位置回转体正面斜轴测图的简易画法

根据正面斜轴测图中物体的正面次投影与其正面正投影完全相同的特点，可简化一般位置圆的正面斜轴测图的画法；画一般位置回转体的关键是画其两端的圆，依共轭直径周八段圆弧画近似椭圆，可简单画任意回转体正面斜轴测图的方法。结合一零件正面同测圆的绘制，具体介绍这种简易的画任意位置回转体正面斜轴测图的方法。