三坐标测量机测头系统动态特性研究

为了实现三坐标测量机的最佳动态测量精度,介绍了接触式测头的工作原理,研究了测头动态特性与测量机动态测量精度之间的复杂关系,提出了测头动态有效作用直径的概念。利用实验分析了测量机运动DCC参数对测头动态有效作用直径的影响,结果表明:测量机测头逼近距离对作用直径的影响远远大于触测速度和移动速度对作用直径的影响,而移动速度对作用直径的影响最小。     

快速探测三坐标测量机特性参数优化研究

研究了影响快速探测坐标测量机动态测量精度的特性参数与测量精度之间的关系.通过实验分析了移动速度和测量位置对测量机定位误差的影响,以及测头DDC参数对测头等效作用直径的影响.研究结果表明:测量机的动态测量误差重复性好并可以修正;由于不同移动速度下,气浮导轨刚度和不同驱动电机加速度曲线引起的桥架附加振动不同,因此不同结构测量机存在不同最佳临界移动速度;测量机沿不同方向触测时,存在与移动速度有关的不同最佳测量空间;逼近距离对测头等效作用直径d的影响远远大于触测速度和移动速度对d的影响.     

某型导弹发射筒安全阀设计及动态特性仿真分析

安全阀是导弹发射筒装置上的一个重要元件,用于导弹发射后发射筒的安全卸压,从而对导弹发射筒及空气压缩机起到保护作用。针对某型导弹发射筒超压泄放的特定需求,设计出一种新型发射筒安全阀,并在此基础上建立其AMESim仿真模型,对其动态特性进行仿真分析,得到安全阀流道直径、容积腔体积、阀芯质量和弹簧刚度对该安全阀入口压力、流量、阀芯速度及阀芯振幅的影响规律。结果表明:在满足压力和流量要求的前提下,流道直径、容积腔体积和阀芯质量越小,弹簧刚度越大,阀芯振幅和速度波动越小,安全阀动态稳定性越好。     

高速冷轧机辊系非线性动力学模型及控制参数优化

综合运用轧制过程动态轧制力模型、轧机系统分段非线性弹性力模型和分段非线性摩擦力模型,建立了考虑非线性因素耦合的高速冷轧机辊系动力学模型,采用平均法求解幅频响应方程,研究了轧机系统主要参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明：动态轧制力一次项刚度越小,轧机系统固有频率越大;动态轧制力三次项刚度不为零时,轧机系统出现明显跳跃现象;非线性弹性力起主导作用时,易发生跳跃现象;非线性摩擦力越大,轧机系统振动幅值越小,分段特性减弱;外扰力幅值越大,振动幅值越大,振动越剧烈;线性阻尼越大,振动幅值越小且减小幅度越缓慢。     

采煤机行走轮强度与运动特性关系的研究

通过对行走机构刚体动力学模型的分析,研究了行走机构的刚度对采煤机运行时的速度波动和啮合力变化的影响规律,结果表明:采煤机行走机构的刚度对采煤机行走时的动态特性的影响极大,其刚度越大采煤机运行时的速度波动越小,行走机构和齿轨啮合时的啮合力的变化也越小。该研究可为优化采煤机作业时的站位及提高行走机构使用寿命提供理论依据。     

基于CFD的磨料水射流加工中粒子圆度影响研究

为提高磨料水射流加工性能和延长喷嘴使用寿命,基于欧拉-欧拉方法和离散粒子模型,利用CFD仿真技术探究磨料水射流喷头内部的三相流运动,建立磨料水射流喷头的物理模型,并通过与文献实验结果对比,验证模型的可靠性。通过自定义粒子圆度系数,利用CFD模拟分析粒子圆度系数对粒子出口速度及管壁磨损率的影响。结果表明:射流压力和磨料圆度越大,磨料出口速度越大,喷嘴内磨损越小;磨料流量和磨料圆度系数越大,磨料出口速度越小,喷嘴内磨损越大;磨料尺寸越小和磨料圆度越大,磨料出口速度越大,喷嘴内磨损也越大;水射流切割过程中的深宽比随着压力增大而增大,随着横移速度和靶距的增加而减小,随着粒子圆度的增大而增大。     

喷嘴挡板先导式燃气阀阀芯气动力分析研究

小型燃气开关阀用于控制射流燃气的通断,是飞行器姿态调整机构的关键部件。基于国内外燃气阀的研究,设计了一种喷嘴挡板先导式燃气阀。为研究燃气阀阀芯受力特性,通过动量定理分析得出阀芯所受气动力的主要影响因素为阀口和阀芯直径。实验验证了流场数值模拟的准确性;通过流场数值模拟得出了阀口开度越大阀芯所受气动力越大的结论,同时分析得出了结构尺寸对阀芯气动力具体影响规律为:阀芯直径越大阀芯所受气动力越小,阀口直径越小阀芯所受气动力越大。     

天然气集输管道90°弯头冲蚀磨损规律研究

针对输气管道中90°弯头冲蚀磨损失效的问题,依据现场实际工况,利用CFD仿真软件建立相应的模型,探究集输管道输送气固两相流介质时固体颗粒冲击弯头壁面的冲蚀磨损规律。采用RNG k-ε湍流模型、DPM模型和E/CRC冲蚀磨损模型研究集输压力、不同重力方向、集输流速、集输管径以及颗粒大小对弯头冲蚀磨损的影响。结果表明:集输压力越大,弯头冲蚀磨损程度减轻,且磨损区域呈现由中部向出口、由外侧向内侧凹曲面移动的现象;重力会影响弯头冲蚀磨损程度以及磨损区域,重力场和气相主流场趋势相同时会加剧磨损;当气流速度超过临界集输流速时,冲蚀磨损情况加剧且最大磨损率出现区域后移;集输管径越小、颗粒直径越大时,冲蚀磨损越严重。     

水压喷嘴挡板阀口流动特性的试验研究

该文主要借助水压阀口特性综合试验台架系统,对喷嘴挡板阀口的压力流量特性进行了相关试验研究,重点讨论了喷嘴-挡板阀的喷孔直径、喷嘴平台直径、喷嘴挡板间隙等因素对阀口流量系数的影响情况,试验结果表明:在喷嘴平台直径比较小的情况下,喷孔直径越小,流量系数越大;喷孔直径越小,流量系数越不容易受到喷嘴挡板间隙变化的影响,但同时受到喷嘴平台直径的影响也就越大;适当增大喷孔直径,有利于提高流量系数相对喷嘴挡板间隙的敏感度。     

气力输送系统T形盲管长度的优化

采用双流体模型，对气力输送系统中T形盲管弯头的3维气固两相流场进行了数值模拟。计算分析结果表明，管道直径和颗粒直径越小，入口速度和固相体积浓度越大，流场压力损失越大。颗粒直径、固相体积浓度、气流入口速度越大，盲管长度△L与管道直径D的比值H应选取较大；H值的选取范围为0．5-3，不同管道直径的压力损失有着相同的变化趋势以及同样的H值。     

The geometric dynamic errors of CMMs in fast scanning-probing

Quasi-stiffness model is effective for the compensation of the geometric errors of coordinates measuring machines (CMMs) in slow probing, but degrade the error compensation accuracy due to the generation of dynamic errors in fast probing. It is usually regarded that acceleration is the major origin of dynamic errors; and yet the dynamic effects that rise from the quick fluctuation of geometric errors in fast probing had attracted little attentions. This paper presents a model for the dynamic effects of the geometric errors of CMMs in fast probing, and investigates their properties with experiments. The error model is built with recursive least squares (RLS) identification technique by taking probing acceleration and the 6 geometric errors of X slideway for the inputs while the positioning error of probe tip for output. Then the positioning error of probe tip is decomposed into 7 components corresponding to the 7 inputs. Analyses on the experiments show that the angular errors around Y and Z axes, ε_Y(x) and ε_Z(x), can induce remarkable dynamic effects, especially in a CMM with low stiffness air bearing. Error compensation with RLS identification seems feasible theoretically, but it is not recommendable due to the veracity uncertainty of identification. Nevertheless smoothening the sharp corners of the curves of geometric errors, especially ε_Y ∼ x and ε_Z ∼ x, in terms of probing speed and Y coordinates of probe tip is considered as a simple but effective and reliable method to improve the accuracy of CMMs errors compensation in fast probing.     

面向快速探测的坐标测量机动态误差分析

坐标测量机在快速探测时，由于惯性力和驱动力的作用，引起机体变形，从而导致了动态误差的产生。分析了引起坐标测量机动态误差的原因，建立了坐标测量机的动态误差模型。采用有限元方法分析计算了快速探测过程中惯性力和驱动力产生的动态误差，验证了动态误差模型的应用，分析结果是合理的，方法是可行性的。     

新型2-DOF高加速定位平台的动态性能研究

微电子封装业的迅速发展对封装设备中的运动定位平台的运行速度以及加速度的要求越来越高,研制新型高加速精密定位机构成为十分迫切的任务。针对这种需求,提出一种新型2-DOF平面并联定位机构,它由直线电机直接驱动含有平行四边形支链的并联杆机构来实现末端平台平面内的平动。采用Largrange方程建立了动力学模型,然后基于奇异值理论得到了机构的速度与加速度极值表达式,分析了平台在关节速度限制下的速度特性,以及在关节力矩限制下平台的加速能力。分析结果表明此定位平台运动最大速度最差可达0.8m/s;最大加速度最差可达12g,最好情况下可达14g。实验验证此定位平台具有高加速度的运动特性,可达上述速度与加速度指标。     

防摇控制系统在集装箱起重设备中的研究与应用

对集装箱起重设备中小车定位及负载摇晃问题进行了研究。通过拉格朗日分析法,建立了小车负载的动态模型,提出了采用2段加速及叠加防摇速度分量驱动小车从而抑制负载摆动的方法,并在Simulink环境中对以上分析进行了仿真验证。在此基础上,实际开发了1套防摇控制系统并进行PLC编程,实现了小车手动和自动防摇运行功能。该系统已成功应用于集装箱场桥和岸边集装箱装卸桥,应用结果表明系统具有良好的定位性能和防摇效果。     

基于蒙特卡洛法的卸胎机械手重复定位精度分析

针对卸胎机械手的重复定位精度问题,对卸胎机械手进行了在3个铰接部位联合作用下的参数化仿真分析研究,同时对卸胎机械手在有无铰间隙两种条件下对位置、速度、加速度3个方面作了比较。运用Pro/E三维建模建立卸胎机械手的实体模型,通过Matlab编程得到了卸胎机械手铰间隙的1 000组服从正态分布的随机抽样数据,再将实体模型与得到的参数化数据导入到ADAMS中进行了动力学仿真分析,获得了卸胎机械手在运动过程中的运动变化曲线及位置变化数据。基于蒙特卡洛方法通过计算概率得出了铰间隙大小对卸胎机械手定位精度影响的可靠度。研究结果表明:存在铰间隙的情况下,卸胎机械手在位置、速度和加速度3个方面都有一定的变化,且当许用偏差值-0.25 mmμ0.25 mm时,卸胎机械手的定位精度可靠性是可以得到保证的。     

压电双晶片型2自由度精密驱动器的动态特性

研制以自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片为驱动单元的新型惯性冲击式2自由度精密驱动器.建立基于Karnopp摩擦模型的驱动器动力学模型,对驱动器动态特性进行仿真分析和试验对比研究.提出压电双晶片型惯性冲击式精密驱动器特定的定频调压驱动方法.仿真分析结果和试验结果吻合较好,表明该动力学模型符合驱动器的动态特性,可用于对压电双晶片型惯性冲击式2自由度精密驱动器的理论分析.     

压电陶瓷微动台的复合控制

压电陶瓷微动台的迟滞非线性严重影响其动态定位精度,为了解决这一问题,采用一种改进的PI模型对微动台的迟滞非线性进行了建模.为了提高传统PID算法对压电陶瓷微动台的动态定位性能,将改进的PI模型与传统PID算法组合构成前馈复合控制算法,并进行了微动台的慢速与快速动态定位实验.结果表明,对同频曲线定位时,前馈PID复合算法的最大误差为传统PID算法的40％左右,平均误差为传统算法的20％～30％左右;对多频曲线定位时,前馈PID复合算法的最大误差和平均误差为传统PID算法的33％左右.数据表明前馈PID复合算法的动态定位性能明显优于传统PID算法.     

飞轮电池动态摩擦特性与控制补偿技术研究

针对飞轮电池中非线性摩擦的特点,建立了基于Lugre动态摩擦模型的飞轮电池系统状态方程。设计了遗传算法优化的滑模控制器对飞轮电池中的动态摩擦进行补偿。仿真结果表明,该方案可以实时补偿系统中的动态摩擦,达到满意的补偿效果,获得较高的位置跟踪、速度跟踪性能和鲁棒性能。并且由于遗传算法的优化,减小了滑模控制器的抖振。     

BP网络在进给系统定位误差预测中的运用

针对机床进给伺服系统定位精度预测的难点,分析了进给伺服系统机械传动系统定位误差增长的原因,提出了一种定位误差预测的方法。在Adams中建立进给伺服系统动力学仿真模型,得到不同初始状态下的定位误差值,基于BP神经网络建立工作台与螺母座间隙、滚珠丝杠倾斜度、工件负载与定位误差之间的映射模型,根据映射模型提出对定位误差预测的方法。利用所建立的精密运动可靠性试验平台进行验证,证明了该方法的正确性和有效性。