基于U.L列式的带刚臂平面梁元非线性分析

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,基于U.L法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵表达式,指出已有文献在推导过程中省略了单元已有内力对切线刚度矩阵附加项的影响,有可能出现在非线性程度较高的时候计算不收敛的问题,给出了不平衡力的精确全量算法,并提供了详细的计算步骤;利用本文的研究成果编制了程序,对无刚臂和有刚臂的平面梁结构进行了几何非线性分析.计算结果表明这种非线性单元列式的正确性和非线性求解过程的收敛性,实用价值较强.     

新型星形聚膦腈基杂臂聚合物的合成

以六氯环三膦、对羟基苯甲醛为原料合成了N3P3(OC6H4-p-CHO)6;经硼氢化钾还原合成了N3P3(OC6H4-p-CH2OH)6;加入一定量的2-溴-2-甲基丙酰溴,部分取代醇羟基,合成N3P3(OC6H4-p-CH2OH)3(OC6H4-p-CH2OCOC(CH3)2Br)3;合成的产物与己内酯(CL)进行开环聚合(ROP),制备含3条聚己内酯(PCL)臂的星型聚合物[N3P3(OC6H4-p-CH2OCOC(CH3)2Br)3(OC6H4-p-CH2O(PCL))3];3臂星型聚合物引发苯乙烯的原子转移自由基聚合(ATRP),合成含3条聚己内酯臂和3条聚苯乙烯(PSt)臂的新型杂臂聚合物[Star-(PCL)3-(PSt)3].通过红外光谱表明,聚合物已成功合成.     

芳香酯类三臂液晶化合物的合成与表征

以间苯三酚为中心,ω [4 (对烷氧基苯甲酰氧基)苯氧甲酰基]戊酸为液晶基元,通过酯化反应合成了芳香酯类三臂液晶化合物·这是一类不同于传统棒状及盘状液晶分子的新型结构液晶化合物·通过红外光谱(IR)、核磁共振谱(1HNMR)对其分子结构进行表征·采用差示扫描量热(DSC)、偏光显微分析(POM)、热重分析(TG)等手段对其液晶性能及热稳定性进行研究·结果表明,此类三臂液晶化合物符合分子设计,热稳定性好,5%热失重温度高于340℃,液晶区间随着分子中末端烷基链的加长而增宽,升、降温过程中均呈现丝状织构,属互变向列相液晶·     

一种MEMS热电制冷器的设计

研究一种基于MEMS工艺的微型热电制冷器.采用薄膜热电材料减小器件的尺寸,采用微机械加工工艺形成的硅杯结构降低衬底的热泄漏.器件在材料和工艺上都与微电子工艺兼容,易于与电子器件集成.分别讨论了热电臂长度、厚度及绝缘膜厚度等结构参数对器件最大制冷温差、制冷系数、制冷功率等性能的影响,得出最优的设计参数.分析中考虑了绝缘层热泄漏,制冷区的热对流和热辐射,以及接触电阻等非理想因素.分析结果表明,器件工作时达到的最大温差为40 K;冷端温度为290 K时,制冷功率为3 mW.     

种群增长阶段和食物浓度对角突臂尾轮虫个体大小对策等的影响

以斜生栅藻为食物,采用群体累积培养法研究了食物浓度(2.4、4.0、5.6和7.2×106cells/ml)对不同种群增长阶段的角突臂尾轮虫个体体积和卵体积的影响.结果表明:食物浓度、种群增长阶段以及两者间的交互作用均对轮虫的个体体积和卵体积有极显著影响.在两种群增长阶段中,指数增长期轮虫有较大的个体体积和卵体积,两阶段轮虫的个体体积差异达55.97%;而相对卵体积则在饱和期有较大的值.随食物浓度的升高,两阶段轮虫的个体体积均具有增大趋势,但相对卵体积则随食物浓度的上升而减小.     

RV传动机构用转臂轴承的受力及接触特性分析

针对曲柄转臂轴承传动部件多和受力具有时变性,致使受力精确计算困难,文中提出一种基于多体动力学的受力计算方法,并利用该方法研究输入转速和负载对转臂轴承受力的影响规律。计算结果表明:转臂轴承受力随曲柄转角呈周期性变化,转速对转臂轴承的受力极值无影响,但影响其疲劳寿命;转臂轴承受力随负载的增加而增大;将几何分析法与所提算法对比,结果显示两者具有很好的一致性。基于该计算结果,进一步采用有限元法分析不同工作载荷对转臂轴承接触应力的影响规律,结果表明转臂轴承存在单边受力现象,且各滚针接触应力各异。相关研究结论为转臂轴承的工程应用与优化分析提供了理论基础。     

多旋翼无人机遥操机械臂多功能仿真实验平台的设计与实现

为提高无人机遥操抓取的稳定性,需设计和验证无人机空中遥操控制算法.建立空中遥操机械臂整体动力学模型,基于Virtual Robot Experimentation Platform (V-REP)软件的二次开发,实现对机器人系统的动力学精确描述和可视化仿真.在此基础上,提出基于质心采集和运动学逆解的无人机增稳-抓取算法,开发多功能仿真实验平台.研究结果表明:所建立的仿真实验平台为无人机的遥操抓取提供了新的解决方案.     

行列式制瓶机钳瓶机械手机构组成及运动学分析

为提高移瓶速度、提升工作效率,设计了行列式制瓶机钳瓶机械手机构并对其进行了运动学分析。在SoildWorks环境下建立钳瓶机械手机构三维模型,对机构各关节组成部分进行分析;通过等距原则进行插值点规划,对钳瓶机械手机构各关节运动(位置)进行控制;在Adams环境下以大臂运动演变为例,分析其运动变化趋势。结果表明:该行列式制瓶机钳瓶机械手机构能提高移瓶工作效率,保证工作的平稳性和可靠性。     

有效因子融合的可重构机械臂分散容错控制方法

针对含有动态摩擦的可重构机械臂轨迹跟踪执行器部分失效故障的问题,提出一种基于有效因子融合的分散反演滑模容错控制方法。将可重构机械臂的每个关节模块考虑成一个子系统,将有效因子融合到子系统动力学模型中。基于Lyapunov稳定性理论,子系统误差状态空间分别采用了反演思想和终端滑模进行控制器设计,并利用径向基函数(RBF)神经网络估计系统模型的不确定项和交联项,自适应地补偿了神经网络的估计误差。最后,数值仿真结果表明了提出的分散容错方法的有效性。     

基于扩张状态观测器的机械臂分散自适应模糊控制

针对机械臂控制中各子系统间交联项难于处理的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer,ESO)和模糊策略的分散控制方法.将机械臂系统考虑为各关节交联子系统的集合,采用扩张状态观测器去实时估计机械臂各关节间的状态、耦合交联项及非线性项,利用模糊系统去逼近机械臂动力学模型中的建模不确定项,从而设计分散自适应模糊控制器以实现机械臂的轨迹跟踪控制,给出了控制器中参数的自适应更新律,并对该控制器进行了Lya-punov稳定性分析.最后将该方法应用于一个4自由度机械臂的轨迹跟踪控制中,仿真结果表明了该方法对处理耦合交联项及在各关节轨迹跟踪控制中的有效性.