T8状态铝锂合金型材冷拉弯成形技术研究

研究了铝锂合金T8状态冷拉弯成形回弹预测及模具补偿修正技术,并进行T和Z截面的2196-T8511和2099-T83铝锂合金型材拉弯成形试验。将模具回弹补偿修正算法应用于拉弯模具修正,回弹补偿后的零件与样板最大间隙为2 mm,证实了T8状态铝锂合金型材拉弯成形的可行性和理论回弹计算及模具回弹补偿修正算法的有效性,这种方法可以用于拉弯成形及模具设计。     

考虑弯曲回弹的拉弯模外形设计方法

拉弯是型材弯曲成形的重要方法,可以有效减少回弹、提高成形精度,在飞机、汽车弯曲件成形中得到广泛应用。采用弯曲回弹理论分析,结合拉弯零件数字化模型,修正拉弯模模具轮廓;采用圆弧样条表示模具轮廓,给出了拉弯模合理外形的计算方法。在理论分析基础上,通过有限元分析方法计算拉弯型材的回弹量,评估拉弯模型面的回弹修正量及拉弯件校形余量的减少情况。为提高汽车和飞机拉弯件的质量和促进工装的数字化设计提供了合理有效的方法。     

凸轮磨削轨迹算法实现与验证

针对高档数控切点跟踪凸轮磨床在凸轮轴加工生产线上的应用,提出了凸轮随动磨削轨迹算法的实现方法。并在数控机床软件设计完成后直接对实体工件进行试加工的方法进行了验证。结果表明,通过编写SolidWorks宏程序可以验证该算法的准确性,所验证的凸轮轴切点跟踪磨削轨迹算法模型可以集成到数控磨床中去,该凸轮磨削轨迹算法具有一定的参考价值。     

连杆曲线轨迹综合的特征图谱

提出了连杆曲线轨迹综合的特征图谱。该方法通过对连杆平面上所有连杆曲线的类别和尺度特征分析,建立了连杆曲线特征图谱。其方法是,用尖点曲线、自切点曲线及凹凸分界线把连杆平面划分出若干个区域,不同区域内的连杆曲线具有各自的类别特征。而尺寸特征则使用如L、W、J、J1、J2等外形参数来描述,并用绘制等值线的方法建立连杆曲线特征图谱。特征图谱不仅有利于轨迹综合,利用它也可预知任意位置的连杆点的运动轨迹。     

复杂截面型材的可拉弯性预测

为定量描述型材拉弯成形性,提出了型材拉弯成形性图的概念.型材拉弯成形性图可由型材拉弯缺陷预测曲线得到,它描述了成形缺陷与截面结构尺寸和工艺参数之间的关系.通过对轿车门框用复杂截面铝型材的拉弯成形性图进行研究,给出了型材拉弯成形性图的建立过程.型材拉弯缺陷预测曲线和型材拉弯成形性图可定量预测型材拉弯成形结果,为型材拉弯零件优化设计及制定工艺提供了基础.     

基于薄板样条函数的无人机多目标跟踪算法

针对无人机单机载相机运动下的多目标跟踪存在目标位置漂移和状态预测失效等问题,提出了一种基于薄板样条函数的无人机多目标跟踪方法。利用空间变换函数刻画无人机运动,构建无人机运动下的目标状态空间模型,利用外观特征初始化轨迹与量测对应关系,根据初始对应关系并计算薄板样条函数的最小二乘解求解出模型未知参数,进而根据模型预测轨迹运动状态,并结合外观进行数据关联。此外,本文将空间变换参数引入卡尔曼滤波方程,实现了相机运动下轨迹状态的最优估计,并通过有效的轨迹管理方法实现了轨迹初始化与终止、漏检与误检的处理。本文所提算法与当前3种主流目标跟踪方法在无人机数据集上进行了比较,实验结果表明,本文算法在所有的实验数据中均取得了最优的跟踪结果,且与现有主流算法MDP相比,本文算法多目标跟踪准确率提升了2.75%。     

油田测井车铝合金型材拉弯装置的设计

通过对测井车使用的铝型材煨弯效率低、外观质量差等问题的分析,提出了采用拉弯的方案。对拉弯装置结构设计和工作原理及主要模具的设计作了说明,对拉弯转速、加工工艺和冲压工艺进行了计算和分析。     

切点跟踪磨削法磨削力计算模型分析

在切点跟踪磨削过程中,结合磨削切点在工件和砂轮表面的运动方程,通过对砂轮与工件之间弹性变形的分析得到其接触弧长,同时通过对单颗磨粒的受力分析得到了砂轮与工件之间的磨削力的计算模型,并通过磨削实验对磨削力计算模型的可靠性进行了验证。MATLAB计算结果表明,切点跟踪磨削中磨削力角的变化呈现出周期性,随磨削深度的变化呈现出非线性。不同磨削深度下的磨削实验验证了切点跟踪磨削法磨削力计算模型的可靠性和正确性。     

综合多约束条件优化连续轨迹前瞻算法

针对现有连续轨迹插补算法在加工过程中会出现法向加速度和轨迹误差超限现象,导致加工效率及加工精度低等问题。为此,提出一种基于综合多约束条件(Comprehensive multi-constraints, CMC)和前瞻技术的优化连续轨迹前瞻算法。该算法先用弓高误差和法向加速度作为约束限制圆弧加工的最大进给速度;综合运动矢量关系、系统动力学性能和轨迹段长等约束条件,计算获得最优的轨迹段间衔接点速度;根据速度前瞻控制与非对称S曲线加减速控制实现对轨迹段间衔接进给速度的平滑处理。试验验证结果表明,所提出的前瞻插补算法输出的法向加速度和轨迹误差不超过系统给定的最大值、合速度平滑过渡、运动轴速度不存在突变,且全程范围内插补输出的轨迹误差最大值小于系统给定的最大弓高误差值;在保证加工效率的同时,提高加工平滑性及加工精度。     

欠驱动AUV水平面轨迹跟踪的反步控制研究

针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪响应速度慢、系统抖振严重、运动轨迹与期望轨迹误差大的问题,对AUV经典的运动形式即水平面轨迹跟踪的运动特点进行了研究,分析了AUV水平面的运动规律。通过将地面误差变量转换为船体坐标变量的方法,建立了AUV水平面的误差方程,基于反步控制算法设计了欠驱动AUV水平面轨迹跟踪反步控制器,利用Lyapunov稳定性理论分析了整个闭环控制系统的稳定性。通过Matlab软件的数值仿真对所设计的控制器的有效性进行了验证。同时,利用设计的反步控制器在无外界干扰条件下对AUV轨迹跟踪进行了仿真,用以验证轨迹跟踪算法的稳定性。实验结果表明:AUV的运动控制轨迹能够与期望曲线重合,水平面运动轨迹的误差在可控范围,并且各个指标都趋于稳定。     

轨底坡对轮轨滚动接触行为的影响

为了探讨轨底坡与轮轨滚动接触行为的内在联系,针对高速客运专线轮轨接触状况,即轮对踏面为LMA和钢轨为国产CN60,利用改进的三维接触几何程序、Kalker的三维弹性体非赫兹滚动接触理论及其CONTACT数值程序,分析比较轨底坡对轮轨接触几何参数、接触斑形状、接触斑滑动量、摩擦功、接触应力等的影响.通过分析计算可得,轨底坡对轮轨滚动接触行为有很大影响.尤其当轮对相对轨道横移在6 mm～9 mm范围内变化时,随着轨底坡从1/20到1/40的逐渐减小,轮对左右轮滚动半径差和等效锥度增大,这说明在1/40轨底坡下,轮对恢复对中的能力更好,更有利于曲线通过.1/40轨底坡对应的最大正压力、等效应力等较小,其对应的摩擦功较大.1/20轨底坡的情况刚好相反.综合考虑各种因素,对于LMA-CN60轮轨接触副,1/40轨底坡较1/20轨底坡的接触状态更好.数值结果为轨底坡的设计提供重要的参考依据.     

基于 ANSYS Workbench的微耕机旋耕刀有限元分析

以微耕机旋耕刀为研究对象,运用Pro/E软件建立了旋耕刀的三维模型,基于ANSYS Workbench有限元分析软件对旋耕刀进行了应力、变形、应变分析。分析结果表明：旋耕刀总变形最大处在旋耕刀的正切部,表明正切部刚度最差;旋耕刀最大应力与应变区域在刀柄与刀背连接处,与实际工作过程中旋耕刀断裂处一致,验证了有限元分析的可靠性,为旋耕刀的进一步优化设计提供了理论依据。     

数控车床回转刀架结构与转位精度

本文主要介绍了两种回转刀架(中国大连机床厂和意大利巴鲁法迪公司)的结构构成、性能、工作原理及它们在工作中所需转角和时间等方面的比较。进一步分析了其有关转位精度的粗定位精度与回转分度的转动惯量的克服。为今后设计或选用数控回转刀架提供借鉴。     

Design of precision angular indexing system for calibration of rotary tables

The indexing table was developed for angle measurements on machine tools. The measuring techniques, which have been reviewed in this paper, are currently available in manufacturing engineering to calibrate the angle measurement. The measuring principles of each equipment are outlined and their capabilities are also discussed. The new indexing table using 6 points kinematic concept and employing ball and vee grooves location was designed and manufactured to calibrate angle errors of rotary tables using a laser interferometer. The manufacturing method was evaluated to manufacture the accurate vee grooves. A special cam was designed and manufactured to translate rotation movement into lift-up and rotation movement. A CNC machining centre and indexing head were used to manufacture the cam. All parts of the new indexing table were manufactured with a manufacturing tolerance according to drawings, squareness and parallelism checked to obey the 6 points kinematic concept. Also these factors controlled the repeatability of the new indexing table. After installing the new indexing table, the performance was evaluated using rotary table operating in both the horizontal and vertical orientations.     

带倾斜回转工作台的四坐标后置处理方法

针对带倾斜回转工作台的四坐标数控加工的后置处理,提出了一种非正交多轴联动数控机床的逆运动学求解方法。基于矢量绕任意轴线的旋转变换,建立了非正交情况下四坐标机床各运动坐标同刀位数据之间的映射关系,从而实现了机床平动坐标和转动坐标的计算。该方法同样适用于非正交情况下五坐标机床的逆运动学求解。利用刀具同加工表面相切的控制方式,给出了实际加工中进刀及退刀过程的构造方法。本文方法稳定可靠,并已成功应用于工程实际中。     

五轴数控加工奇异点问题研究

研究了五轴数控加工奇异点问题,分析了奇异现象及产生的原因。在对前人工作分析的基础上,提出了在刀轨规划时避免奇异现象的方法。该方法通过监测刀轴与旋转轴的夹角,找出产生奇异的刀位点,并以上一刀位点对当前刀位点进行优化。结果显示机床各运动轴能平缓通过奇异区域,证明该方法切实可行。     

并联机床参数设计

在已有文献的基础上 ,提出用于空间任意曲面高速切削加工的并联机床 ,其切削加工空间应是在任何位置下动平台最大姿态角 βmax =30 的连续单连域回转空间。为使形状实用 ,限制空间成高径比H/D =0 .7的圆柱体。机床设计参数的确定采用逆向设计法 ,充分利用了已有机床部件的极限参数 (球铰极限摆动角 )。计算所得曲线 ,用于机床设计时 ,可迅速确定机床主要参数与空间尺寸规模 ,供方案比较与选择。研究结果表明 ,并联机床实用化须解决的主要问题之一是 :球铰副的极限摆动角rpM至少应 4矿。     

立式加工中心直接换刀送进铰链四杆机构研究

对直接换刀送进铰链四杆机构进行结构和运动分析.指出它是等边平行四边形铰链四杆机构,连杆及其固定其上的刀库组件作平移,连杆上速度处处相等,刀库换刀点的速度和推力取决于驱动主动件的气缸结构、面积、流量、气压等参数和构件位置;设置缓冲气缸和合理调整缓冲器可以减小冲击、缩短换刀时间和克服运动部件惯量大的缺点.通过位置分析,得知连杆上刀库回转中心的轨迹,刀库最大外径的包络就是整个机构运动所占的空间,相应也给出了加工范围.由于四杆长度相等,所以杆件（或毛坯）和铰链等零件通用性好.还可根据用户需要设计成左右刀库,刀具数量可达32～42把.     

钻桅变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性分析

为研究和提高工作装置的力学性能,对钻桅变幅工况下旋挖钻机工作装置动力学特性进行分析.基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析.对数学模型和仿真结果的分析表明:当钻桅水平时,不论动臂转角等于多少,钻桅变幅油缸的载荷都不变,对于铰点G处的约束反力同样存在这样的特性;当动臂转角等于76°时,钻桅变幅油缸载倚在钻桅倾角变化范围内的变化差最大.     

螺栓连接接口轴向振动能量耗散特性研究

根据螺栓连接接触面的轴向接触微观特征,将接触面的接触方式分为峰-峰接触和峰-谷切向接触,提出了螺栓连接轴向振动的动力学模型。在假定接触面出现简谐运动条件下,推导出接口阻尼力的解析表达式和接口能量耗散的关系式。该式表明,轴向振动单位周期内的能耗包括粘性阻尼和干摩擦阻尼能耗两部分,这两部分能耗都与振动幅值和固有频率的平方成正比。粘性阻尼能耗与频率比和阻尼比成正比,干摩擦阻尼能耗与接触面峰-谷切向接触压力与总压力之比成正比,而与振动幅度和压缩位移比成反比,与接口的拉压刚度比成非线性关系。