基于改进自适应遗传算法的固定结合面动态特性参数优化识别

针对固定结合面传统建模方法精度较低和结合面的动态特性参数难以确定的问题,改进了基于弹簧阻尼单元的建模方法,提出了基于实验模态分析和改进自适应遗传算法的固定结合面动态特性参数的优化识别方法。该方法以有限元计算的理论固有频率和阻尼比与其对应实验模态分析结果的相对误差最小为目标函数,使用改进的自适应遗传算法优化识别固定结合面的刚度和阻尼参数。以自行设计制作的固定结合面模型为研究对象进行了建模、实验、参数识别等分析,分析结果表明：所提出的方法是正确的、有效的,参数识别误差在5%以内,达到了较高的识别精度。     

BFPC固定结合面虚拟材料参数识别

为了准确识别玄武岩纤维树脂混凝土(Basalt fiber folymer concrete,BFPC)固定结合面虚拟材料参数,基于两自由度弹簧-阻尼动力学模型建立了BFPC固定结合面动态模型,在此基础上辅以实验测试方法确定了9组不同表面粗糙度和结合面压下的BFPC结合面动态特性参数.基于横观各向同性、赫兹接触理论和分形理论建立了BFPC结合面虚拟材料的动态特性参数数学模型,结合实验结果识别不同表面粗糙度和结合面压下的虚拟材料参数.通过对比含有BFPC结合面的组件模态振型和固有频率理论分析和有限元仿真分析结果,证明了BFPC结合面虚拟材料参数识别方法的正确性.     

机械结构结合面物理参数的一种识别方法

提出一种将实验模态分析和有限元分析相结合的结合面动力学参数识别的方法,该方法将实验模态分析和有限元有机地结合起来,解决了大型复杂机械拆装不便,使部件结合面参数难以识别的问题。     

机床螺栓固定结合面动态参数识别与实验验证

针对各向同性虚拟材料模型不能准确表征螺栓固定结合面法向和切向的性能差异的问题,以机床立柱-床身螺栓固定结合面为研究对象,采用横观各向同性虚拟材料对机床螺栓固定结合面进行动力学建模,通过试验设计和有限元分析构建机床螺栓固定结合面的径向基函数神经网络模型。结合模态试验结果构建寻优目标函数,并利用粒子群优化算法进行求解,识别出横观各向同性虚拟材料弹性常数。结果表明:实验模型的理论模态与实验模态前六阶振型基本一致,固有频率的误差小于5.1%,说明了该方法的有效性,为机床螺栓固定结合面参数识别提供了一种新方法。     

ICA在模态参数识别和故障诊断中的应用

模态参数识别是故障诊断中的常用手段之一。通过独立分量分析(ICA)技术将结构的自由振动响应信号分解为若干个解耦的单自由度信号,进而结合Hilbert变换识别模态参数。通过数值仿真分析了不同ICA算法在不同工况下识别结构模态参数的可行性,并将识别精度较高的二阶盲辨识(SOBI)方法应用于悬臂梁裂纹故障实验。实验结果表明,裂纹故障产生时结构的各阶固有频率都存在不同程度的降低,且高阶固有频率降低的尤为明显,为机械设备故障诊断提供了有力的参考依据。     

铣齿机有限元建模及优化设计

针对螺旋锥齿轮铣齿机结构进行了Y向静刚度实验和模态实验,且由切削实验验证了实验1阶模态频率。基于结合面法向解析刚度及模态实验结果建立了床身立柱结合面有限元仿真动力学模型,而且由实验静刚度建立了整机Y向静刚度有限元模型。鉴于铣齿机笨重,分别对床身和立柱单件进行了轻量化设计,发现在前3阶固有频率削弱小于5%的情况下,质量分别减轻了18.86%和27.4%,且对应整机模型固有频率和刚度均提高。进一步分析了结合面参数动态灵敏度,并用坐标轮换法确定了最优的结合面刚度参数,为导轨选型提供了一种实用方法。为设计类似机床提供了依据,也为更加实用的动力学建模、更加有效的筋板参数优化及结合面动态性能优化提供了依据。     

转子轴承系统结合部等效刚度识别

针对转子轴承结合面刚度难于确定的问题,提出一种有限元模态分析、试验模态分析与BP神经网络相结合的等效刚度识别方法。采用Abaqus有限元分析软件建立转子轴承系统的有限元分析模型并得到其固有频率;并对转子轴承系统进行试验模态分析,得到前四阶弯曲固有频率;最后通过BP神经网络对等效刚度和固有频率进行训练与识别。研究结果表明,转子轴承系统的径向等效刚度识别最大相对误差为1.75%,轴向等效刚度识别最大相对误差为5.43%。方法为机械结构结合部的参数识别提供了参考。     

基于响应面法的滑动结合面动态特性参数优化识别

针对机床滑动结合面动态特性参数识别困难和现有方法模型复杂、计算量大等问题,提出了基于实验模态分析和响应面法的动态特性参数优化识别方法。通过试验设计获取样本点构造滑动结合面的多项式响应面模型,以响应面的计算结果与实验模态分析结果的相对误差构造目标函数,采用自适应模拟退火算法优化求解,从而识别出滑动结合面的动态特性参数。以机床动态特性分析实验台上立柱导轨与滑座间的滑动结合面为实例进行了建模、实验、参数识别等分析。结果表明,采用所提出的方法可实现较高的识别精度,可显著提高识别效率。     

基于单目离面视觉的结构振动检测

针对常规视觉测量中光学系统复杂、计算量大等问题,提出了一种离面视觉测量方法。讨论了离面振动成像的基本原理,结合模态分析理论,研究了常规成像条件下单相机结构振动特征参数的识别及无激励振型分析。悬臂梁的离面视觉振动测试实验、传统传感器测量实验及ANSYS仿真的对比结果表明,所提出方法可以准确识别低阶固有频率、阻尼和振型等模态信息。最后分析了该方法的后续研究方向。     

机床固定结合部刚度与阻尼参数的识别方法

根据结合部的结构特征,提出了一种传递函数分析与实验模态分析相结合的结合面参数识别方法,利用DASP测试系统对实验测得的数据进行传递函数分析和模态分析,并对结合面接触刚度的识别进行了实验验证,证明该方法是简单有效的.     

活塞式压缩机的CAD系统

介绍了一个基于VisualBasic平台下开发的活塞式压缩机CAD系统 ,该系统由总体结构设计、热力计算、动力计算、零部件设计…等 7个基本设计模块组成 ,可十分方便地完成活塞式压缩机的各种设计计算工作 ,并具有界面友好、数据库丰富、设计计算方式灵活、打印输出功能强大等特点     

多对称机械系统的功能设计研究*

多对称在机械系统中普遍存在,而且对系统满足设计需求起着重要的作用。系统分析国际、国内机械设计学发展的思路,阐明机械概念设计与详细设计,功能设计与原理设计,需求对称性、功能对称性、原理对称性与结构对称性的内涵,认为功能结构是功能设计的结果,功能结构体现了系统解的原理和结构布局。提出多对称机械系统的分类体系。通过对一千多个机械实例的分析,探索各种多对称在功能结构中的存在方式和在机械中的效用,发现多对称机械系统的功能结构主要由功能并联分解和组合,功能串联分解和组合,功能交叉串并联,功能并联复合,功能循环,功能选择和决策等基本模式组成。进而获取机械系统功能-载体配置原理与多对称类型之间的关联性知识和应用多对称性进行系统功能设计的规律性知识。最后利用上述知识发明一个具有多对称特征的海浪发电装置,并给出其功能结构。     

钢坯吊具集成设计系统的研究与开发

基于计算机辅助技术(Computer-Aided Design,CAD)和计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,CAE)集成技术,为实现机械产品的设计流程化、自动化,将三维参数化CAD/CAE系统及输出功能集成到统一界面,形成了开放式的结构设计和分析系统.以钢坯吊具为例,介绍了钢坯吊具集成设计系统的框架组成、设计方案及流程,为大型机械结构的集成设计系统提供开发思路,有利于产品的标准化、系列化及提高产品的科学化管理.     

多失效模式机械零部件可靠性灵敏度设计

基于应力-强度干涉模型,应用概率摄动法及四阶矩技术,讨论多失效模式下机械零部件可靠性分析问题.利用灵敏度分析的梯度算法,确定各个随机参数对机械零部件可靠性灵敏度.在随机参数前四阶矩已知的情况下,放松对随机参数的分布概型限制,使之更接近于工程实际,从而为多失效模式作用下机械零部件可靠性分析和可靠性设计等方面提供理论依据和方法参考.     

面向虚拟雕刻设计的五轴快速加工设备研制

介绍了一套自行研制的面向虚拟雕刻设计的五轴加工设备.论述了设备机械结构的设计方法、数控装置的开发思想和功能,以及与虚拟雕刻设计平台的接口.试验显示该设备能与虚拟雕刻设计平台结合实现产品外形的五自由度立体雕刻.     

基于单片机和IPC的冷库温度巡检系统的设计与应用

介绍了基于单片机和IPC的冷库温度巡检系统的设计方案,阐述了系统结构、硬件组成和软件实现.该系统实现了对冷库在线多点温度巡回检测、自动报警、实时记录、方式查询、定时打印;具有人机界面友好,操作方便,实用性好等特点,已成功用于国内大中型食品厂、肉联厂冷库的温度监控.     

三维模型的参数化设计策略及程序设计技术

论述了机械零件部件三维模型的参数化实现途径和策略,提出了一种灵活、实用和高效的三维模型参数化设计方法,以ＳｏｌｉｄＥｄｇｅ三维软件为基础,采用ＶＢ开发技术, 交互式构建模型与程序控制相结合的参数化编程,并给出了应用实例。     

硅微陀螺仪零偏稳定性的优化

为了进一步提高硅微陀螺仪的零偏稳定性,使其满足更高精度应用场合的需求,研究了硅微陀螺仪零偏稳定性优化技术。以典型Z轴硅微陀螺仪为例,对影响其零偏稳定性的主要因素：机械耦合误差、电路耦合误差、机械热噪声、接口电路噪声进行了完整分析,并从抑制零偏温度漂移及输出噪声两个角度提出了改善硅微陀螺仪零偏稳定性的设计原则。基于上述原则,优化设计了硅微陀螺仪的机械结构及接口电路。最后对所设计的硅微陀螺仪进行了零偏稳定性测试,以验证所提出优化设计原则的有效性。实验结果表明,4个测试组的硅微陀螺仪零偏输出均无明显漂移,且零偏稳定性在6（°）/h左右,达到了中等战术级水平。     

基于人机工程学的机械操作面板设计研究

从人机界面设计的概念入手,充分考虑人的因素,对机械操作界面的设计原则和人机环境关系进行了研究,最终使操作面板最大限度地与人体结构相匹配,为操作者创造一个安全、健康、舒适的操作环境,使人机系统发挥出最大的效率.     

基于PLC的单动薄板冲压液压机研究与设计

根据液压系统以及机械结构优化的分析,完成了电气控制系统的软硬件设计、仿真软件的应用以及PLC与触摸屏(HMI)通信的实现。系统以PLC为控制核心,通过对触摸屏(HMI)界面的设计,实现对液压机的压力、速度和位置的控制,同时利用触摸屏友好的人机界面,设计了一套模具存储系统,提高了机器的柔性化生产,该产品结构紧凑,操作方便,运行稳定、可靠。