基于ADAMS的含间隙柔性酒瓶装箱机构的优化设计与动力学仿真

基于ADAMS仿真软件平台,对酒瓶装箱机构进行了建模仿真,并以抓头加速度最小为目标函数对机构进行了结构优化。基于间隙矢量模型,考虑运动副间隙和杆件柔性的影响对酒瓶装箱机构重建模型,并基于非线性碰撞接触力模型建立了构件接触处的碰撞接触力与位移关系,得到了运动副间隙和杆件柔性对机构运动特性及动力学特性的影响规律。结果表明:当同时考虑运动副间隙和连杆柔性时,柔性杆对轴销和轴套的碰撞有一定的缓冲作用,从一定程度上消减了运动副间隙对目标点运动特性的不利影响。     

挤压油膜阻尼器长径比对风车碰摩转子系统动力学特性影响

为了研究挤压油膜阻尼器长径比对转子系统风车定点碰摩动力学特性的影响,搭建了转子-轴承-刚性机匣系统风车不平衡模拟碰摩实验台,简化实验器得双盘-滚动轴承转子模型,在实验之前对双盘-滚动轴承转子风车状态下定点碰摩故障动力学响应特性进行研究,为实验做出相应的预估。将双盘-滚动轴承转子系统碰摩模型简化为集中质量模型,基于达朗贝尔原理建立了考虑非线性油膜力、碰摩力以及支承轴承力作用的双盘-滚动轴承转子系统碰摩非线性动力学运动方程,采用四阶Runge-Kutta法对动力学运动方程进行求解,分析了系统响应位移随挤压油膜阻尼器长径比的变化规律。结果表明:长径比是影响转子系统运动状态的敏感参数,若增大长径比,转子系统运动状态先后经历混沌运动、周期运动、拟周期运动和混沌运动,之后一直维持在混沌运动状态;随长径比增大,转子系统抗失效不平衡量呈现先增大后缓慢减小的趋势;长径比在0.4时,转子系统抗振性能最优。     

振动流化床干燥机的基础特性研究

本文以振动流化床干燥机实验系统模型为基础，从动力学，运动学、空气动力学的角度，对振动流化床干燥机的特性进行了全面研究，得出了振动流化床的工作条件、运动状态及物料的运动状态。振动对物料的流化和干燥过程的影响也进行了分析。     

工业机器人装箱与码垛工作站数字孪生系统设计与优化

为优化工业机器人装箱与码垛的作业效率,结合数字孪生技术,在Visual Components软件中搭建了数字孪生模型,完成了基于Siemens S7和Modbus协议的信息物理融合系统架构设计,实现了物理实体与数字模型的实时链接。采用遗传算法规划了工业机器人装箱与码垛最优路径,利用Visual Components软件完成了编程与数字孪生同步验证。利用搭建的数字孪生模型对动力辊道线和机器人的参数进行优化后消除了码垛机器人的怠工状态,同时将装箱与码垛工作站的工作效率提高了13%。该研究可对装箱与码垛工作站提供参考和理论依据。     

基于物理属性的虚拟装配过程

针对虚拟装配系统中存在仿真程度不够高的缺点,提出基于物理属性的虚拟装配过程研究。通过分析虚拟装配过程对零部件物理属性的需求,建立零部件物理属性模型,给出确定零部件各物理属性以及自由运动状态的方法,分析碰撞响应对运动状态的影响。研究虚拟装配系统中装配对象间的交互过程,使用多刚体系统动力学分析方法对零部件装配过程中的动力学以及运动学进行分析,给出装配对象的运动学与动力学方程。通过把抽象的约束关系转换为基本约束方程表达运动副约束,并把运动副约束用于装配对象的运动分析。提出基于碰撞与静力学的稳态分析方法研究零部件达到稳定状态的条件。应用实例表明上述方法有效可行。     

基于ADAMS的脱出物在气流场中的运动仿真

气流参数对清粮效果影响极大，收获作业时常常需要根据脱出物的状况对气流参数进行调节，主要调节参数是气流的方向和气流速度。在对脱出物各成分在气流场中受力分析的基础上，在ADAMS中建立4种成分的仿真模型，对脱出物的运动进行仿真，其中短茎杆的模型采用圆柱体模型，而不是以往研究中常用的球体模型。仿真参数有气流速度、气流方向角、脱出物初始速度与方向，并对仿真结果进行了分析，发现气流速度的大小对脱出物运动状态的影响要大于其他参数对脱出物运动状态的影响，验证了所选择的气流参数能够基本实现籽粒与轻质杂物、颖壳的分离，从而为气流参数的选择提供了依据。     

基于Magic Formular轮胎模型的整车稳定性仿真研究

在分析整车结构及动力学特性基础上,构建十四自由度整车非线性动力学模型。采用Magic Formular模型提高轮胎在极限值外置信度和健壮性,精准描述车辆在各种工况下运动特性。同时基于虚拟样机技术建立ADAMS整车模型,结合MATLAB\Simulink联合仿真实验对整车运动特性进行分析。仿真结果表明:车辆模型能够保持对样车运动状态快速响应及跟踪一致性。     

变参数欠驱动平面五杆机构的混沌运动

在机构运动过程中,如果机构的参数发生了变化,则机构的运动状态也必定会发生变化。以欠驱动平面五杆机构为例,研究滑块质量动态变化对机构运动的影响。以Simulink/SimMechanics和排列熵为主要研究工具,通过对机构混沌运动边缘分析,确定出了机构周期(准周期)运动、混沌运动的条件。在此基础上,分别以周期(准周期)运动和混沌运动为机构的初始运动状态,研究滑块质量有规律地增加的情况下机构的运动状态。研究表明,无论机构初始运动状态是周期(准周期)的还是混沌的,经过一定的时间之后,机构的运动状态都是混沌的。     

基于平行分度凸轮运动仿真基础上的动态压力角曲线

模拟了平行分度凸轮机构的真实运动状态和压力角动态特性，运用OpenGL和Matlab编程技术，设置绘图环境．绘制系统的几何模型，进而在平行分度凸轮仿真运动的过程中，通过复杂的计算，拟合出传递函数模型，实时显示动态压力角曲线，从而可直接对几何参数进行调整改进，避免自锁而带来的无法运转。     

盾构机多级行星轮系非线性动态特性研究

为揭示盾构机驱动刀盘的三级行星传动的主减速器系统的非线性动力学行为,建立了考虑行星数、齿侧间隙和动载荷的纯扭转耦合非线性动力学模型。推导啮合点处的各零件间的相对位移,建立系统微分方程组,对微分方程组进行坐标变换,并进行无量纲化处理,然后利用变步长四阶龙格库塔法对无量纲化微分方程组进行求解,获得传动机构的相图、庞加莱图,通过改变激励幅值和啮合刚度,分析参数变化对系统非线性动态特性的影响。结果表明,随着激励幅值的增加,系统由稳定的单周期运动状态进入二周期运动状态,然后经多周期运动进入混沌运动;随着啮合刚度的增加,系统由混沌运动状态进入多周期运动状态,最后稳定于单周期运动状态;增大啮合刚度ks3,以及减小激励幅值,均能提高系统的稳定性。     

An analytical model of rotary ultrasonic milling

Rotary ultrasonic machining is currently being used as a manufacturing method for advanced ceramic materials, but its complexity has hindered its acceptance in industry. For this technology to gain wider acceptance, it must first be scientifically better understood. The majority of published rotary ultrasonic machining (RUM) papers studied the effect of RUM process parameters on machining performance and removal mechanisms for drilling of circular holes. In industries such as aerospace, the production of advanced turbine components requires machining of complex 3D features using milling strategies. The objective of this paper will be to present a new physical model based on rotary ultrasonic milling which will help provide a better scientific understanding of the process. This will be accomplished by first modeling the macro kinematics between the tool and material followed by the modeling of micro kinematics between the individual diamond grains and the material. In addition, a force model for predicting machining process forces will also be introduced and validated based on a set of experiments. The physical models will help determine the relationships between input parameters, cutting parameters, and process output parameters for rotary ultrasonic milling.     

基于活动标架理论的加工目标曲面再设计及刀位计算

为解决大型低刚度复杂曲面零件精度难以保证的加工难题,针对精加工目标曲面几何面形未知、随机形变误差远大于设计公差的实际加工特征,研究基于E.Carten活动标架理论的加工目标曲面再设计正向建模技术,以及以参考廓形及几何参数实测数据为依据的刀位点计算方法。在分析了可测参考面、加工基准面及加工目标面空间位姿关系的基础上,根据物理或几何约束要求,采用数字化手段再设计出精加工目标曲面,并利用曲面模型重新计算曲面加工刀位点。通过某型号液体火箭发动机变壁厚喷管冷却通道的加工试验验证,表明所提出的再设计数字化加工方法满足这类高物理性能和高几何精度曲面零件的加工精度要求。     

基于PLS-LSSVM方法的湿法炼锌过程预测建模

在湿法炼锌过程中,沉铁工序具有流程长、化学反应耦合强和物理沉降过程复杂的特点.针对这一特点,提出基于PLS-LSSVM的预测建模方法.PLS能有效处理复杂冶金生产过程中的非线性、多输入和数据相关性等特性.同时,针对建模过程中LS-SVM两个重要参数的优化选择,提出免疫文化差分进化算法.仿真结果表明,本文提出的基于PLS-LSSVM的预测模型能取得较好的预测结果,为解决沉铁过程铁渣品位实时检测提供了一种有效可行的方法.     

面向现场加工的全液压驱动主轴水下钻孔特性建模与优化方法

针对现场摩擦叠焊修复加工中高速液压驱动主轴头在低速时钻孔效率低的问题,提出了一种全液压驱动主轴水下钻孔特性建模与离线优化方法。 通过多次实验获得钻孔数据,通过BP神经网络对数据进行拟合得到水下钻孔扭矩特性,并通过遗传算法寻优,得到了最优切削参数,该参数作为在线优化的初始输入。结果表明,通过该方法能够得到全液压驱动主轴的水下钻孔特性和最优切削参数,缩短了现场钻孔加工的在线优化时间,提高了钻孔加工效率。     

扩压式自泵送机械密封参数化建模研究

目前对机械密封端面型槽多采用多段线拟合或者点拟合的方法来形成近似的螺旋线,模拟效率低且模拟结果准确性不高。提出准确性更高的、参数方程驱动的对数螺旋线型槽绘制方法,基于Visual Basic编程语言对SolidWorks软件进行二次开发,实现对扩压式自泵送机械密封动环端面及其流体计算域的参数化建模。研究表明：参数化所建模型,其密封端面结构及流体域参数可以便捷修改,型槽的绘制更加快速,绘制的槽线更加顺滑,更接近于真实型槽曲线;参数化建模结果能够导入ICEM等软件进行处理,为扩压式自泵送机械密封性能数值模拟效率的提升奠定了技术基础。     

基于非均匀热传导理论的点云数据平滑处理

在逆向工程和自由曲面数字化检测过程中,针对面点云及散乱点云数据平滑与特征信息准确保留的矛盾及噪声点的传播问题,引入非均匀热传导理论建立点云平滑数学模型,将点云数据拟化为一个温度场,点云特征边界处可设定为绝热壁,从而使平滑操作仅在局部区域内进行,使平滑操作与特征信息的保留达到很好的协调。试验结果证明该方法具有鲁棒性强,及在点云平滑的过程中能够完整保持特征边界信息的特点,为后续的逆向建模及自由曲面数字化检测提供了可靠的质量保证。     

铣削啮合几何参数提取方法的研究

铣削啮合几何参数是铣削仿真中反映切削力、变形、振动等物理性质的物理模型的组成部分或边界条件，它们尺度微小、难于提取，制约了物理模型在实际生产中的应用。针对啮合参数提取需要满足的要求，系统的分析了不同类型的啮合参数提取途径的特点，提出铣削仿真过程中工件形状不断变化的情况下准确提取铣削啮合几何参数的研究途径，以满足物理建模研究应用于生产实际的需要。     

基于DM642的运动目标检测与跟踪系统

运动目标的检测与跟踪在许多领域有着广泛的应用,是应用视觉研究的焦点之一。设计了一种基于DM642的运动目标检测与实时跟踪系统。运动目标检测采用基于Ⅲ矿色彩空间的单高斯背景建模结合形态学处理的算法;运动目标跟踪采用基于亮度纹理信息的CAMShifI跟踪算法。系统利用跟踪算法计算目标位置信息,通过P~$485总线控制摄像机伺服设备,以跟踪运动目标。在DM642EVM板上实现了该系统,实验表明这种检测和跟踪方法是快速有效的。     

挖掘机结构设计中的Pro/E应用研究

应用Pro/E软件对挖掘机工作装置进行三维实体建模、动态仿真和结构强度分析,实现了挖掘机运动功能结构的设计。这种基于Pro/E,对具有运动功能结构的设计具有普遍的适用性。结果表明本研究方案可以提高设计效率,缩短产品设计、试制周期,对于设计工作有一定的指导意义。     

基于Pro/TOOLKIT的绕线机主轴箱参数化设计与分析

针对当前绕线机不同轴数主轴箱设计与分析时必须逐一建模,设计效率低下的现状,采用二次开发工具Pro/TOOLKIT,对菜单和MFC对话框开发设计的关键技术进行了研究;利用C/C++编程技术和三维模型动态参数,通过动态链接库,开发了与Pro/EWildfire4.0系统集成的主轴箱设计模块;可自动生成IGES文件,并导入A...