基于改进粒子群优化的四杆机构运动轨迹误差研究

平面四杆机构在运动过程中,横向和纵向运动轨迹产生误差较大,很难适应高精度的需要。对此,文章采用了改进粒子群优化算法对平面四杆机构几何参数进行多目标优化,提高横向和纵向运动轨迹精度值。引用平面直角坐标系创建四杆机构简图模型,分析了四杆机构运动的几何参数。构造多目标优化函数,采用改进粒子群优化算法对四杆机构几何参数变量进行优化。通过MATLAB软件对优化后四杆机构几何参数进行误差仿真,与优化前误差仿真结果形成对比。仿真曲线显示:优化前后相对误差分别减少33.3%和41.2%。采用改进粒子群优化平面四杆机构几何参数,四杆机构运动精度得到了很大提高。     

基于Adams的3-(2SPS)并联机构的配重平衡分析

以3-(2SPS)并联机构为研究对象,针对机构动平台质量较大的情况,通过一个二级剪叉机构建立一种配重平衡装置.求出机构位置的正反解,在Adams仿真软件中用纯移动型的3-UPU并联机构等效代替,对配重后的机构进行运动学、动力学以及静力学仿真分析;并通过参数化分析,获得更佳的设计参数.仿真结果表明:优化后,有平衡结构的3...     

可调球面三自由度并联机构的位置分析与动态仿真

基于Groebner基法和计算机符号处理技术对可调球面三自由度并联机构的位置进行了符号求解.该法通过对变量排序、建立多项式对的集合、求SP多项式和约简等运算,将非线性方程组化简为等价的三角化方程组,得到了封闭形式的解析解.在此基础上,研究了调节构件几何参数对欧拉角的变化规律,并应用Pro/E软件建立了机构动态仿真模型,进行了运动学和动力学仿真分析.     

涡轮叶片精铸模具辅助机构参数化研究

涡轮叶片精铸模具是航空发动机涡轮叶片类零件精密铸造过程中的关键工装,其设计过程繁琐,使得采用现有通用软件系统进行模具设计时,只能依靠设计经验丰富的人员手工操作实现,自动化程度不高,严重制约了其设计周期。通过分析涡轮叶片的结构特征以及现有涡轮叶片精铸模具的结构特点,提取精铸模具的设计方案及模具辅助机构生成的设计知识,采用构建精铸模具模板库的方法,基于UG平台对涡轮叶片精铸模具辅助机构进行参数化设计,提高了设计效率,缩短了生产周期。     

基于线性变参数控制的机械臂追踪误差仿真研究

针对目前机械臂在使用控制器时,存在轨迹追踪误差较大问题,设计了机械臂线性变参数控制方法,并且对追踪误差进行仿真验证。构造了两关节机械臂运动简图,建立机械臂刚体动力学数学模型,引入动力学参数的线性组合,推导出线性变参数模型。设计出机械臂的线性变参数控制器,采用Matlab/Simulation软件对控制器的轨迹追踪误差进行仿真。同时,与其它控制器的机械臂轨迹追踪误差仿真结果进行比较和分析。仿真结果显示,采用线性变参数控制器实际输出运动轨迹与理论期望运动轨迹更接近,运动比较平稳。采用线性变参数控制可以提高机械臂运动轨迹的追踪精度。     

导叶对轴流泵性能影响的试验

对设计模型轴流泵在无导叶和有导叶时的外特性进行测试,在导叶进出口位置开设测孔,并运用球形五孔探针对导叶进出口流场进行测量,得到绝对速度的周向、轴向及径向速度分量的分布曲线.测量结果表明:轴功率变化曲线在有导叶和无导叶时趋于一致,可忽略导叶对叶轮内流动的影响;在设计最优工况下,导叶出口绝对速度的圆周分量较小,导叶可回收的旋转动能约占叶轮出口总能量的15.7%;无导叶时泵的运行工况点向小流量工况偏移,在设计无导叶轴流泵时应在原有设计参数的基础上进行参数补偿.运用球形五孔探针测量三维流场中速度,具有适用性强、方法简单、测量精度较高的优点.试验结果揭示了导叶对轴流泵性能影响的规律,为进一步研究轴流泵内部流场提供了理论和实际应用参考.     

考虑制造精度影响的再现轨迹机构健壮性设计

运用健壮设计理论,以连杆机构的几何参数为设计变量,以满足曲柄摇杆机构及传动角条件为约束,以再现轨迹精度最佳为目标函数,同时考虑连杆件制造精度和装配误差对轨迹精度的影响,采用具有正态分布参数的蒙特卡罗法采样和多目标遗传优化算法对四杆机构进行健壮性设计.结果表明,与传统的优化设计相比,该方法更符合实际情况,且当设计变量存在微小变化时,能有效保证平面四杆机构的运动轨迹精度.     

准对称铣削定子内螺旋曲面切削力预测与仿真

针对定尺寸盘形铣刀准对称铣削螺杆定子内螺旋面的切削方法,建立了铣削加工的几何模型,根据塑性理论推导出切削力预测的计算公式。采用有限元方法对切削过程进行了建模仿真。在相同切削参数下,对仿真结果和预测公式计算结果进行比较,为机床传动机构设计和切削参数优化提供了数据支持。     

基于Pro／Mechanism的仿生膝关节优化设计与运动仿真研究

设计了用于数字化三维人体模型或假肢的四连杆膝关节,为了达到理想的运动效果,以膝机构瞬心坐标实际值与理想值之差最小,即膝机构的实际瞬心曲线与理想的膝关节瞬心轨迹相一致为目标函数,在五维设计空间中求得一组最优解,利用Pro/E具有几何约束和尺寸驱动等参数化设计功能,无需进行烦琐复杂的公式推导即可建立满足约束要求的数学模型,并应用Pro/E的多目标设计研究功能求得满足运动要求的杆件参数,在此基础上进行膝关节机构的三维造型及装配,进而在Pro/Mechanism环境下对仿生膝关节杆机构进行运动仿真.     

并联柔索驱动操作臂静刚度的理论分析

文章对并联柔索驱动机器人(PWDRs)的静态刚度问题进行了理论分析.首先,基于微分变换原理,提出并证明了关于柔索矩阵微小变化变分形式的命题,在此基础上推导了操作臂完整刚度的解析公式,它包括与结构参数有关的刚度及与柔索张力有关的刚度两部分.然后,对这一理论结果进行了数值仿真.研究结果表明:操作臂刚度不仅依赖于机构几何尺寸、柔索与电机刚度及操作臂位置与姿态等结构参数,还与柔索的张力有关.因此,可以通过改变柔索张力来调节PWDRs操作臂的刚度,实现机构变刚度.     

基于AMESim的新型变排量机油泵建模与仿真研究

以一种新型叶片柱塞复合形式的二级变量叶片泵为研究对象,其主要特点是将叶片顶端嵌入到定子中,转子、叶片、定子同时转动,减小了高速时的叶片冲击。推导叶片柱塞复合作用下泵的瞬时流量特性公式。基于AMESim仿真平台搭建比例电磁阀、瞬时流量、变量机构模型,并对二级变量叶片泵特性进行仿真,并通过台架试验进行相关验证。实验结果表明：该泵在中低速下压力-流量曲线吻合较好,说明流量和变排量建模准确;加减速曲线说明泵在比例阀不同占空比时,压力调节具有稳定性。     

帘珠自动机导流片注射模设计

设计了1副浮顶式侧抽芯注射模用于帘珠自动机导流片的自动化生产,浇注系统使用侧浇口+普通流道,采用复合式脱模机构实现其脱模,脱模机构由浮动型芯顶出机构及其上方的侧面顶出机构构成,推板先将浮动型芯与侧面顶出机构顶出,再通过液压缸活塞杆驱动侧面型芯从浮动型芯上按侧面方向顶出,最后依靠外部吹气系统从侧面型芯将塑件吹落,保证塑件的自动化注射成型生产。     

微型涡喷发动机离心压气机加进口导叶的仿真研究

为了扩大离心压气机的稳定工作范围,针对一款微型涡喷发动机压气机的离心叶轮,通过数值模拟的方式,研究不同开合角度的进口导向叶片对离心叶轮的性能影响。通过对比不同角度下内部的流动状况,进口导向叶片的角度对叶轮性能有显著影响。与原设计相比,在20°导叶的情况下,内部流动状况得到了改善,喘振裕度和最高效率都有提升。证明通过调节进口导向叶片角度来扩大压气机稳定工作范围是可行的。     

具有间隙的风力机变桨距系统模糊自整定PID控制

因加工、安装和磨损的原因,大型风力机的变桨距电液控制机构铰链处不可避免的存在间隙,过大的间隙会使得变桨过程超调量增大,调节过程震荡次数过多,甚至引起叶片与塔架共振,最终导致风力机停机事故。分析了变桨距机构铰链处间隙的形成机制,提出了用模糊自整定PID控制算法对间隙进行补偿的方法,依据间隙的振-冲模型制定模糊推理规则,对PID控制器参数进行自适应整定。在间隙分别为0.2、0.4、0.6和0.8 mm时对常规PID控制器与模糊自整定PID控制性能进行对比研究。结果表明:相比常规PID控制器,模糊自整定PID控制方法使得变桨距控制系统超调量和震荡次数显著减小,有效地避免了系统变桨冲击。     

飞机APU涡轮导向叶片高温防护涂层失效模式分析

利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等分析了国内某型在役APU涡轮导向叶片的结构特征与热防护机理,研究了叶片失效件中高温防护涂层的厚度变化与失效模式。结果表明:飞机APU导向叶片中存在渗铝涂层+MCrAlY涂层与单一渗铝涂层2种不同的涂层结构;APU导向叶片失效件的MCrAlY涂层厚度从叶片尾缘—叶盆—前缘区域呈先增大后减小的趋势;受叶片构型影响,叶片尾缘区域涂层的氧化程度较严重,而叶盆区域越靠近前缘的位置涂层氧化损伤程度越低,但叶片前缘区域由于受CMAS腐蚀与高温氧化的耦合作用使得该区域涂层损伤最为严重。     

基于AMESim的外反馈式恒压变量叶片泵建模与仿真

以外反馈式恒压变量叶片泵为对象,利用AMESim软件搭建恒压变量叶片泵的转子定子连接器元件、配流盘超级元件和控制结构元件等关键元件的模型,对其进行仿真试验,分析负载、系统压力对叶片泵运行的影响,得到变量叶片泵在外负载作用下的流量、偏心距和输出压力的仿真曲线;研究了外反馈式恒压控制变量叶片泵的稳态特性和动力学特性,为叶片泵的设计、优化及故障诊断提供了理论依据。仿真试验结果表明:泵的偏心距和流量与输入负载信号的变化趋势相同,流量的波动随输出流量增大而增大。在实际运用中,为使泵工作在相对稳定的状态,必须调整好泵的负载。     

风力发电机齿轮箱高故障率原因的研究及改进措施

风能是利用最广泛的清洁能源,随着对新能源的不断开发利用,风力发电机的装机容量不断提高,然而却出现了风机故障率较高的问题,通过对风力发电机故障诊断研究现状进行分析,发现在风力发电机各部位故障中齿轮箱是故障率最高的部位,并且风力发电机齿轮箱故障率明显高于普通齿轮箱,以典型风力发电机齿轮箱为研究对象,通过仿真分析与研究,研究了风力发电机齿轮箱故障高发的作用机制及根本原因,在结构上提出了相应的改进措施,并对改进后结构的有效性进行了验证,为风力发电机齿轮箱的设计及运行提供了重要的参考。     

风电齿轮箱磨损故障建模与分析

为获得磨损故障状态下风电齿轮箱的传动特性,开展仿真实验研究。以MW级风电齿轮箱为研究对象,基于SolidWorks与ADAMS建立相应的虚拟样机,在合理设置仿真参数的基础上,进行健康和两种中间级行星轮磨损状态的动力学仿真。结果表明：通过监测风电齿轮箱高速级小齿轮的角加速度信号,可以判定中间级行星轮是否存在磨损故障;中间级行星轮磨损故障状态下,高速级小齿轮角加速度信号的故障频率幅值随着磨损程度的增大而增大,啮合频率的幅值随着磨损程度的增大而减小;高速级小齿轮角加速度信号的边带啮合频率幅值比可以作为中间级行星轮磨损故障的判别依据,通过该值可以监测磨损故障的变化趋势。     

单钢轮振动压路机振动液压系统动态特性联合仿真

为研究实际压实工况下钢轮振动、振动液压系统压力和驱动扭矩随压实度变化的动态特性,利用ANSYS APDL建立柔性体路面模型,在Adams中进行钢轮-路面刚柔耦合动力学建模,通过AMESim与Adams建立单钢轮振动压路机振动液压系统联合仿真模型,进行不同压实度时的压实仿真。结果表明：仿真模型准确,随着压实度的增大,钢轮振动容易出现二倍频,发生跳振,振动液压系统平稳压力减小,起振时间缩短,驱动扭矩减小。