基于旋量理论的开链机器人动能的探讨

定义了空间坐标系下的惯性张量和广义惯性矩阵,给出了该坐标系下的刚体动能表示式：推导出物体坐标系下的惯性张量和广义惯性矩阵与空间坐标系下的惯性张量和广义惯性矩阵的关系,分析了空间坐标系下的广义惯性矩阵的特点;推导了开链机器人的动能表达方式,从而为建立机器人动力学方程奠定了基础。     

微惯性仪表技术研究现状与进展

微惯性仪表是一类新型惯性仪表,也是当前研究热点之一.回顾了微机电加速度计及微机电陀螺仪的发展,比较了振动式微陀螺、转子式微陀螺及介质类微陀螺的结构特点,介绍了微惯性仪表及由微惯性仪表组成的微惯性系统在民用领域和军事领域的应用,简要阐述了发展微惯性仪表当前需要解决的关键技术.     

某导弹惯性敏感装置跌落仿真分析

为了保证勤务处理惯性敏感装置跌落时结构完好和安全,运用ADAMS软件仿真分析了某导弹惯性点火器中作为惯性敏感装置的弹簧-质量系统的跌落响应特性,得到了针对不同跌落目标时惯性弹簧受力曲线。惯性敏感装置跌向不同介质目标时,惯性体与其下方的座体平面仅有一次碰撞,且由该碰撞产生的释放钟表机构的窗口时间远小于钟表机构的解除保险时间,之后惯性体又在惯性簧的作用下复位,因此该惯性敏感装置设计是能够保证跌落安全和结构正确性的。     

旋转惯性压电电机最优驱动方案分析

提出了一种新型旋转惯性压电电机,推导了旋转惯性压电电机在非对称信号激励下的惯性冲击力矩方程以及电机平均输出力矩方程;分析了系统参数对激励信号突变时刻惯性冲击力之差的影响规律;给出了旋转惯性压电电机可输出速度与转矩的最优驱动频率区间。最后通过实验系统验证了理论计算与分析的正确性。     

摇摆基座下旋转捷联系统粗对准技术研究

阐述了利用惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)的转动调制惯性器件常值偏差的原理.针对载体处于摇摆基座下难以实现粗对准这一问题,在已有惯性系对准方法的基础上提出了改进的惯性系对准方案并应用于旋转捷联惯导系统中.利用数字低通滤波器滤除由于摇摆和振荡运动产生的加速度干扰,实现了旋转捷联系统的粗对准.对比地分析了2种惯性系下的粗对准原理并进行了仿真,利用系泊实验进一步验证了改进的惯性系对准方案的可行性.结果表明,载体处于摇摆状态时,采用低通滤波方法可以有效地提取基座惯性系下的重力加速度信息,并建立更为准确的捷联矩阵;与传统的惯性系对准方法相比较可以看出,采用滤波技术的惯性系对准结果具有更好的稳定性,存在广阔的应用前景.     

压电惯性驱动器惯性冲击力的分析与检测

由于惯性冲击力是压电惯性驱动器产生运动的关键,故本文探讨了方波激励下压电振子的惯性冲击力大小。推导了压电双晶片振子在方波激励下的冲击响应,分析了惯性冲击力的时域特性和幅频特性,分析得到方波激励下惯性冲击力信号频率主要集中在0~500Hz。采用加速度传感器初步测试了压电双晶片振子的加速度参数,测试结果与理论模型相近。结合压电双晶片振子的端部惯性质量计算得到惯性冲击力的数值,利用快速傅里叶算法获得了加速度参数的幅频特性。最后,采用摩擦学的方法对惯性冲击力的数值进行了验证,验证结果表明两种方法的最大相对误差为8.98%,表明加速度传感器测试惯性冲击力是可行的。     

平面连杆机构震动力矩平衡的行星转子法

文本提出了一种全部惯性震动力和部分惯性震动力矩同时平衡的新方法——行星转子法。在引用“线性独立向量法”完全平衡惯性震动力的基础上,将平衡重换成行星转子达到惯性震动力矩的部分平衡。文中给出的计算实例表明,与进行惯性震动力平衡后的惯性震动力矩相比,惯性震动力矩减少88%。     

车载雷达天线结构的惯性载荷研究

阐述了车载雷达天线结构的惯性载荷特性,提出车载雷达天线在承受惯性载荷下的法向和切向惯性载荷计算方法。运用ANSYS软件对天线结构工作时加栽惯性载荷进行了分析,建立了有限元模型并进行了计算,为车栽雷达天线的改进设计提供了依据。     

激光航海惯性组件温度场与热变形有限元模拟

激光捷联惯性组件是航海惯性导航系统的核心部件,惯性组件的温度变化直接影响系统的导航精度。本文利用ANSYS模拟了激光捷联惯性组件的温度场、热应力场和热变形。首先介绍了我们设计的激光捷联惯性组件的结构特征,建立了有限元模型,然后详细介绍了有限元分析中边界条件的处理及换热系数的计算方法,最后给出了激光捷联惯性组件的稳态温度场、瞬态温度场分布情况。实验测试结果与仿真分析结果吻合,计算误差小于2%。利用热-结构耦合法仿真分析了激光捷联惯性组件的热应力场和热变形情况。本文的研究结果可以为激光航海捷联惯性组件温度补偿中测温点的选取、捷联惯导系统变温过程中的标定、惯性组件的热设计以及进一步优化设计等提供参考依据。     

粒子群优化算法中惯性权重的研究

惯性权重是粒子群优化算法中的关键参数,文章对惯性参数进行了系统的研究,在此基础上,分析了固定权重,典型的线性递减惯性权重,步长较小的线性递减惯性权重时收敛性能的影响.通过对4个测试函数的仿真实验,验证了它们各自的全局收敛性和收敛速度,说明了惯性权重在粒子群优化算法中有很大的自由度.     

热效应对粗糙表面倾斜轴颈轴承润滑性能的影响

联立基于平均流量模型的广义Reynolds方程、三维能量方程和固体热传导方程等,计算了计及热效应时,不同表面形貌和轴颈倾斜角下的轴承油膜压力、油膜温度、油膜反力、端泄流量、摩擦系数和保持轴承稳定工作的力矩.考虑和不考虑热效应的轴承润滑特性计算结果表明,计入热效应时,表面形貌和润滑油粘压效应对偏心率较大的轴颈倾斜轴承润滑性能影响较大.     

Crashworthiness assessment of front side members in an auto-body considering the fabrication histories

This paper is concerned with crash analysis of a front side member in an auto-body considering the effect of fabrication. The front side member is fabricated with sheet metal forming processes that induce forming histories such as plastic work hardening and non-uniform thickness distribution. Numerical simulation is carried out with LS-DYNA3D in order to identify the forming effect on the crashworthiness. The result shows that the crash analysis of the front side member with considering the forming history leads to a different result from that without considering the forming effect. The analysis calculated crash mode, the reaction force and the energy absorption for crashworthiness assessment with the forming effect. The analysis results demonstrate that the design of auto-body members should be carried out considering the forming history for accurate assessment of crashworthiness.     

The role of stepover ratio in prediction of surface roughness in flat end milling

Surface roughness prediction studies in end milling operations are usually based on three main parameters composed of cutting speed, feed rate and depth of cut. The stepover ratio is usually neglected without investigating it. The aim of this study is to discover the role of the stepover ratio in surface roughness prediction studies in flat end milling operations. In realising this, machining experiments are performed under various cutting conditions by using sample specimens. The surface roughnesses of these specimens are measured. Two ANN structures were constructed. First of them was arranged with considering, and the second without considering the stepover ratio. ANN structures were trained and tested by using the measured data for predicting the surface roughness. Average RMS error of the ANN model considering stepover ratio is 0.04 and without considering stepover ratio is 0.26. The first model proved capable of prediction of average surface roughness (Ra) with a good accuracy and the second model revealed remarkable deviations from the experimental values.     

纸基摩擦材料的压缩性对湿式离合器啮合特性影响

对主动盘下表面有摩擦材料的湿式离合器的啮合过程进行分析。采用Greenwood-Williamson模型,并考虑惯性影响以及摩擦材料受压变形,建立基于Patir-Cheng平均流量模型的研究模型,推导出摩擦副的润滑控制方程,进行求解并分析摩擦材料压缩性对啮合特性的影响。结果表明:考虑摩擦材料压缩性时,由于摩擦材料受压变形,进入混合润滑阶段所需时间变长,整个过程的实际啮合所需时间比不考虑压缩性要长;湿式离合器摩擦副啮合过程中,随着油膜厚度的减小,微凸体作用逐渐变强,流体压力比不考虑摩擦材料压缩性情况下要大。     

液压机冲击振动及其控制的建模与应用研究

按液压机突然失荷的动力过程,建立了考虑液压缸动力液体弹性作用的振动控制数学模型,并应用系统仿真技术对隔振安装条件下考虑液压缸液体弹性作用、不考虑液压缸液体弹性作用和未作隔振安装３种情况的振运过程进行了数值仿真及分析。研究结果表明,动梁－机架－基础三自由度有阻尼的数学模型比不考虑液体弹性作用因素的机架－基础隔振模型精确可靠,符合液压机实际工作过程,且计算结果与实测值吻合较好。     

空化效应对斜线槽机械密封性能的影响

润滑膜的空化效应对流体动压型机械密封的密封性能影响显著。以煤油基磁流体润滑斜线槽上游泵送机械密封为研究对象,考虑空化热效应以及黏温效应,建立润滑液膜特性的数值分析模型,以液膜中的气相体积分数为指标,研究工况和结构参数对密封性能的影响规律,并与仅考虑黏温效应的模型进行对比。结果表明：因空化热模型考虑液膜介质饱和蒸汽压力随温度变化,考虑空化热效应时的开启力、泄漏率和气相体积分数均小于仅考虑黏温效应下的对应值,但2种条件下各参数的变化趋势基本一致;转速和槽径比增大,空化效应增强,而进口压力、膜厚、径向夹角和槽数的增大会削弱空化效应;转速、槽深、径向夹角、槽径比增加,会导致泄漏率增加,而进口压力和槽数的增加能够提升密封性能。     

计及液压缸作用的起重机伸缩臂欧拉临界力的精确解析解

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂组成,吊臂自身只承受弯矩,轴向压力则由吊臂内部的支撑液压缸承受,因此,其力学模型不能等同于变截面的阶梯柱。本文给出了考虑液压缸支撑作用的起重机多节伸缩臂在起升平面外的欧拉临界力的精确解析解,并与忽略液压缸支撑作用的计算模型所得欧拉临界力进行比较。分析结果表明,考虑液压缸支撑作用时起重机多节伸缩臂的欧拉临界力大于不考虑液压缸支撑作用的变截面阶梯柱力学模型的欧拉临界力。因此,我国起重机设计规范中所用变截面阶梯柱力学模型计算伸缩臂之稳定性是偏安全的。     

磨损的随机模糊失效概率计算方法

首先对磨损量的分布进行了计算分析，得出了体积磨损量服从正态分布的结论，然后提出了模糊磨损失效状态的概念，给出了只考虑磨损随机性和同时考虑随机性与模糊性的磨损失效概率的计算方法，讨论了不同参数的变化对磨损安全的影响。此计算方法不仅可以用于单个失效模式，而且可以推广至系统分析的多个失效模式。     

考虑边界条件不确定性的塔机有限元模型修正

由于在大型塔机的模型修正中为简化计算,往往忽略了边界条件的不确定性,导致修正结果精度不够或修正计算收敛困难,为此提出一种考虑边界条件不确定性的塔机有限元模型修正方法。首先,以某型塔机为研究对象,进行整机风致振动实测,获取结构的实测动态特性;其次,建立考虑边界条件不确定性的塔机有限元模型,基于二次响应面法对该有限元模型进行修正;最后,将模型修正前后的计算结果与实测值进行对比。结果表明,考虑边界条件的影响能有效提高修正的精度,对结构的边界条件进行修正后的有限元模型能复现实测频段内的模态,也能以一定精度预测实测频段外的模态,证实了所提出的考虑边界条件不确定性的修正方法的有效性。     

考虑耕犁的超声磨削表面微观形貌建模与预测

超声磨削加工在难加工材料领域得到广泛应用,超声辅助磨削过程中,超声振动参数对磨削后的表面微观形貌具有重要影响,因此,为了在加工前对超声加工后的表面微观形貌进行预测,以优化加工参数。提出一种考虑耕犁的超声磨削表面微观形貌建模与预测方法。假设磨粒为球形,磨粒直径与间距服从高斯分布,给出砂轮形貌的数值生成方法;根据超声磨削运动学,建立考虑磨粒实时切削深度与耕犁影响的三维运动轨迹方程;在此基础上,提出超声磨削表面微观形貌生成的区域逼近求解算法,进而给出超声磨削表面微观形貌生成模型,模拟出超声磨削的三维表面微观形貌。通过试验分别从表面微观形貌的轨迹纹理、表面粗糙度数值两个方面对超声磨削表面微观形貌的模型的正确性进行了验证。