光学检测下气浮支承的玻璃薄板变形

液晶玻璃基板在线检测过程中对玻璃板在垂直方向上的变形量有严格的要求,为了确定在指标要求光学检测精度下的喷嘴间距。本文基于弹性薄板的小挠度弯曲理论对气浮支承下的液晶玻璃板进行理论分析,推导出液晶玻璃薄板在吹吸喷嘴作用下的最大挠度计算公式,分析得出最大挠度与通孔间距的二次方、载荷集度成正比;通过Fluent对液晶玻璃基板气浮支承系统进行仿真,得到了不同的喷嘴孔间距下的载荷分布以及玻璃基板最大位移处受到载荷的准确值,从满足玻璃板最大位移要求、气膜面的压力分布状况及经济性方面综合考虑得到气膜单元的通孔横向间距范围,给出了采用气浮支承传输的液晶玻璃基板光学检测仪器的喷嘴布置参数,即喷嘴的合理间距应处于20~25mm之间。     

玻璃基板垂度自动测量装置的设计

液晶玻璃基板需要进行垂度测量,以检测玻璃的垂度是否符合要求。传统方法由于操作过程不合理,存在操作误差,并且由于多点测量时间不一致,有时间差,也会带来误差,造成测量不准确。为了消除测量误差,提高测量准确度,设计了一套玻璃基板垂度自动测量装置。该装置可以自动升降玻璃基板,自动调整支撑架间距并且使用光电测距传感器同时测量不同点间距,从而得到玻璃的垂度值。经过实验验证,使用垂度测量装置测量精度达到0.2mm,保证了玻璃垂度测量的准确性和可靠性。     

气膜介电常数与供气压力的相关性实验研究

基于电容法测量气体静压导轨气膜厚度的原理,进行供气压力与气膜介电常数相关性的研究.实验结果表明,环境条件不变的情况下,供气压力范围在0.1～0.48MPa之间,气膜介电常数与供气压力呈显著负相关并符合4阶多项式关系,拟合决定系数R2均大于0.94,该结果为气体静压导轨气膜精准电容模型的建立提供了依据.     

玻璃基板牵引辊轴差和跳动测量装置的设计

采用溢流法生产液晶玻璃基板时,使用牵引辊对成型后的玻璃基板进行牵引下拉。牵引辊的形状尺寸精度影响着玻璃基板的质量。为了提高牵引辊轴差和跳动的检测测量精度,开发了一套带有分度测量机构的测量装置。该装置结构简单,大大提高了测量精度,保证了产品质量。     

挖掘机电液流量匹配控制系统动态性能研究

分析了液压挖掘机基于与负载压力无关流量分配（LUDV）多路阀的电液流量匹配控制（EFMC）系统的控制原理,建立了EFMC系统的液压挖掘机虚拟样机模型,采用实时检测油缸速度信号的反馈闭环控制方法提高流量匹配的精度。分别建立液压挖掘机EFMC系统动力学模型与液压系统模型并根据其实际工况进行联合仿真,研究了挖掘作业过程动态特性及节能特性。与传统的基于LUDV的负载敏感系统实验结果进行对比,结果表明: EFMC系统与传统负载敏感系统相比,改善了系统的动态响应特性和稳定性,泵的压力裕度明显减小,提高了系统的节能性,反馈闭环控制系统动态响应特性也明显得到提高。研究方法可为进一步研究挖掘机的动态性、节能性、稳定性提供理论依据和参考。     

基于机械臂力控制的玻璃基板自动脱附CSCD

针对玻璃基板抛磨工艺中的人工上料(贴片)和下料(卸片)过程,提出一套玻璃基板自动上下料装置及工艺,重点研究其中用机械臂实现玻璃基板的自动脱附过程。建立了机械臂的运动学模型,根据工艺要求规划其运动轨迹。对工艺过程中绝对位置精度要求较高的点,采用接触力反馈的方式实现精确定位;针对玻璃脱附过程对操作力提出的要求,对机械臂采用力控制的方式实现。为节省末端的力传感器,建立了机械臂的动力学模型,把对末端执行器的力的要求转换为对关节驱动电机的扭矩要求,再通过实验的方法对计算出的理论扭矩进行补偿修正,从而满足工艺过程对机械臂末端执行器在水平和垂直两个方向上的力控制的要求。方法均通过实验验证可实现玻璃基板的自动脱附,系统工作过程稳定可靠。     

基于AR模型的转台位置预测方法研究

文中以时栅传感器作为CNC系统的位置检测元件,为了解决时栅数控转台在高精度伺服控制过程中的动态位置反馈误差问题,研究了利用AR模型对转台位置进行预测测量的方法。介绍了预测测量的原理、预测方法及其模型系数的求解方法,并搭建了一套实验装置。经实验表明,基于AR模型的转台位置预测测量方法正确可行,通过修正后预测误差为±2″.     

基于FLUENT的小孔深浅腔动静压气体轴承静特性研究

本文以具有深浅腔的动静压气体轴承为研究对象,建立了该系统的有限元模型,并利用fluent对轴承气膜静特性进行分析研究。基于ICEM CFD对轴承气膜进行网格划分,利用fluent仿真,得到在不同偏心率和转速情况下的气膜压力场分布和静特性参数。结果表明,深浅腔动静压轴承气膜压力峰值出现在浅腔区,且承载能力和姿态角随着偏心率和转速的增加而增加,表明轴承承载中动压效应所起的承载作用在逐渐增大。     

基于机械臂力控制的玻璃基板自动脱附

针对玻璃基板抛磨工艺中的人工上料(贴片)和下料(卸片)过程,提出一套玻璃基板自动上下料装置及工艺,重点研究其中用机械臂实现玻璃基板的自动脱附过程。建立了机械臂的运动学模型,根据工艺要求规划其运动轨迹。对工艺过程中绝对位置精度要求较高的点,采用接触力反馈的方式实现精确定位;针对玻璃脱附过程对操作力提出的要求,对机械臂采用力控制的方式实现。为节省末端的力传感器,建立了机械臂的动力学模型,把对末端执行器的力的要求转换为对关节驱动电机的扭矩要求,再通过实验的方法对计算出的理论扭矩进行补偿修正,从而满足工艺过程对机械臂末端执行器在水平和垂直两个方向上的力控制的要求。方法均通过实验验证可实现玻璃基板的自动脱附,系统工作过程稳定可靠。     

基于箔片非线性刚度模型的气体箔片轴承静特性研究*

基于箔片轴承结构刚度试验结果推导单个波纹箔片非线性刚度模型,通过有限差分法耦合求解气体Reynolds方程、气膜厚度方程和单个波纹箔片非线性刚度方程得到了轴承静态特性,研究波纹箔片非线性刚度对轴承静态特性的影响。通过对波纹箔片非线性模型和文献中的波纹箔片等刚度模型仿真结果进行对比分析,结果表明：单个波纹箔片刚度具有很强的非线性,轴承气膜压力分布不均使得轴承承载区波纹箔片的刚度要远远大于非承载区的刚度,并且轴承轻载时非线性刚度模型刚度值较小导致仿真得到的轴颈偏心率和非承载区的气膜厚度都明显大于文献恒定刚度模型的结果。此外,通过分析得出了一种先进行刚度试验得到单个箔片非线性刚度模型后利用数值方法进行求解的箔片轴承静特性分析方法。     

波登管2D压力伺服阀反馈装置的特性研究

设计了2D压力伺服阀样机模型,利用波登管作为伺服压力反馈单元保持其输出压力恒定。针对波登管在特定范围内随压力线性变形的特性,在分析其变形机理的基础上,建立了数学模型,仿真分析了其受力变形过程,得到其结构参数对线性变形的影响。设计了波登管线性变形实验方案并搭建实验平台,实验结果表明：随着压力的升高,波登管的变形与压力升高基本成线性关系,16MPa时,其线性变形量为0.7mm; 动态实验中波登管从受冲击开始到基本稳态耗时约0.9ms。实验结果与仿真分析基本一致,波登管的特性研究为其在2D压力伺服阀上的应用奠定了基础。     

Solution and analysis of VL combined seal lubrication model under the effect of wear

Through the finite element calculation of VL combined seal models under different wear conditions, contact pressure distributions of models are obtained. Considering the coupling effect between seal deformation and lubricating oil film, a mathematical model of elastohydrodynamic lubrication for VL combined seal is established. Based on the theory of small deformation, the elastic deformation of VL composite seal under high pressure is obtained by the deformation influence coefficient matrix method. Considering the influence of sealing surface wear and surface roughness, the oil film thickness distribution and oil film pressure distribution of VL combined seal are solved by the finite difference method. The analysis results show the wear of VL combined seal, the decrease of viscosity, the increase of roughness and rotational speed can raise the thickness and pressure of lubricating oil film. The correctness of numerical simulation is verified by experimentally measuring the friction torque and leakage rate of seal.

     

基于模态扩展和曲率的形变混合重构

文中提出了一种基于模态扩展和曲率的形变混合重构方法,该方法在实物和有限元模型之间存在一定误差的情况下可以适当降低形变重构的误差。首先,通过模态实验在待重构的表面上均匀选取有限个测点来获取实验模态,接着用对应的有限元模态振型列表来平滑扩展这些实验模态,之后用平滑扩展的实验模态来重构大量的应变值,为了防止求取模态坐标时出现过拟合,此处引入了正则项。然后,将应变值转化为曲率,再通过切角递推公式求得相邻点的位移增量,随后耦合单元坐标增量便可获得全场的形变。最后,通过建立有限元模型进行仿真实验验证,并将此方法的重构结果与曲率法的结果进行对比以验证其有效性。     

基于薄膜比拟和克里金插值的软组织扭转模型

建模速度快和高精度的软组织模型能提高虚拟手术仿真的真实感,提出一种基于薄膜比拟和克里金插值的虚拟软组织扭转模型。该模型采用薄膜比拟法求出棱线上任意关键样本点的变形量,利用克里金插值计算任意棱线内任意一点的变形量。在PHANTOM OMNI力触觉交互设备上,搭建实验仿真系统,实现了虚拟小肠的扭转变形仿真。实验结果表明,该模型运行速度快、计算精度高、形变逼真、力触觉反馈准确可靠。     

电动升降器的有限元分析

采用有限元分析方法,对汽车的电动升降器进行了受力和形变分析.分别对玻璃升降器从下止档开始上升状态和上升到上止档堵转状态进行了研究,对其原始数据进行了数学分析.应用Nastran软件建立了有限元模型,对其整体装配进行了有限元分析,对其主、从动臂进行了形变和应力分析.结果表明,主动臂在靠近长滑槽侧的折弯处形变量最大,在涡卷弹簧固定销处附近形变量最小;涡卷弹簧固定铆钉处附近有最大应力,在与从动臂连接处附近有最小应力.靠近长滑槽侧的从动臂在其折弯处形变量最大,靠近短滑槽侧的从动臂在与滑块连接处附近形变量最小：靠近长滑槽侧的从动臂在其折弯处有最大应力,靠近短滑槽侧的从动臂在与滑块连接处附近有最小应力.     

基于模态扩展技术的天线阵面形变重构

文中通过扩展实验模态,利用模态法思想进行形变重构,使用局部对应（Local Correspondence, LC）原理进行重构数值仿真和实验验证。该方法首先通过实验模态测试获得有限个测点的位移模态振型数据,根据实物建立较为准确的有限元模型并提取其模态数据。然后利用LC 原理选择最优的有限元位移模态振型簇对所测实验模态逐阶进行扩展。最后利用扩展后的实验模态进行重构。该方法与系统等效缩减展开过程（System Equivalent Reduction Expansion Process, SEREP）法、模态法的重构结果对比表明,该方法能够显著降低实验模态测试误差对重构精度的影响,并在有限元模型较为准确的情况下提升重构精度。     

一种气动柔性机械指关节结构及其对操作压强的响应计算

提出一种波壳伸缩的手指关节,多关节的手指可组合成操作机械手。此关节采用板弹簧为柔性骨架,橡胶波纹管受气压后轴向膨胀作为肌肉动力。关节弯曲角度与关节内的气体压强有关;柔性的关节,有缓冲作用。文中给出了关节的结构,建立了关节弯曲变形的数学模型,推导出理论上确定变形状态与操作压强关系的一组非线性积分方程。同时研究了非线性行为的实用设计计算方法。     

Incline compensation control using an air-spring type active isolated apparatus

In order to avoid the deformation of main body supported by air-spring type active isolated apparatus, a pressure feedback was previously introduced for its isolated apparatus. The primal purpose of this feedback was to suppress the deformation of the main body by controlling air-spring force. Furthermore the author recognize that the incline of the main body due to XY stage scanning will be easily compensated by utilizing that the driving mechanism of air-spring with the pressure feedback becomes an astatic system. If the incline of the main body is effectively corrected, the precise scanning of XY stage is expected because the disturbance for the control loop of XY stage is removed.Firstly, this paper briefly shows the principle of the pressure feedback which provides a basis for the incline compensation. Secondly, the feed-forward scheme for its compensation is clarified. Finally, the experimental results of the incline compensation are shown.     

波登管力反馈型2D压力伺服阀特性

设计了主要用于飞机刹车系统的2D压力伺服阀,其阀芯具有移动自由度和旋转自由度。将波登管作为压力反馈单元输出反馈力矩,与拨杆拨叉联动,实现与主阀的闭环力反馈,从而保持其压力输出恒定;分析了波登管力反馈机构的传力方式,建立了2D压力伺服阀的数学模型,仿真分析了主阀的静动态特性;设计了样机实验方案并搭建实验平台,实验结果表明：2D压力伺服阀输出压力与旋转电磁铁输入电流基本成线性关系,输出压力的阶跃响应时间约为18 ms。实验结果与仿真分析结果基本一致。     

基于实时反馈的机床热误差在线补偿模型

为建立一种能够适应机床不同工况且具有准确预测能力的热误差补偿模型,提出一种基于限定记忆递推最小二乘法辨识热误差模型参数的机床热误差预测建模方法。该方法随着机床工作状况的改变,根据实时反馈的温度和热误差数据,采用递推方法对模型参数进行即时修正,使热误差模型能够及时跟踪机床系统的热特性变化,实现以较高的预测精度对机床热误差进行补偿。通过数控车床主轴轴向热误差辨识建模及补偿实验可以看出,限定记忆递推最小二乘法比一步最小二乘法辨识精度有较大提高,最大残差值减小了52.3%,标准差减小了67%。实验结果表明,利用该方法进行机床热误差模型参数辨识具有较高的预测精度和鲁棒性,有效可行。