基于ARM和FPGA的经济型数控系统硬件设计与实现

为解决目前经济型数控系统功能单一、运算能力不强、控制精度较低的问题,提出并实现了一种经济型数控系统硬件设计方案.该方案以ARM处理器EP9315作为主控芯片,应用FPGA实现反馈编码器和进给轴控制功能,并采用单片机MSP430完成模拟主轴控制和A/D采样功能.在实现通用的数控接口功能的基础上,还实现了网络、USB、CAN等通信接口功能,为数控系统网络化和今后的功能扩展提供了多种硬件支持.仿真和系统实验结果表明,该系统样机各项功能、性能达到数控系统的较高水平.     

基于Web的机械仿真报告管理系统的研究

通过对机械仿真报告样式和数据特点的研究,为了自动且有选择的生成合理的仿真分析报告,根据客户需要,提出了用FLEX技术创建更丰富、更高效平台的客户端,结合BIRT技术利用BIRT APIs实现报告的自动生成,从而实现对仿真数据的封装和展示.最后,用根据某飞机机翼的悬挂系统进行动力学、柔性体分析等仿真分析所设计报告管理系统来验证研究方案.     

基于实验的刚柔耦合动力学建模方法研究

将多体动力学的混合坐标法与修正的Craig-Bampton模态综合法描述的弹性体相结合,建立了预修正的刚柔耦合动力学模型,在进行动力学仿真时能够将零件的线弹性变形与刚体运动相耦合.为了进一步提高理论分析模型的精度,选取模态阻尼比作为修正因子,将动力学仿真的运动参数作为对比分析的研究对象,在修正因子的调整过程中使仿真结果逐步逼近实验结果,从而建立更高精度的刚柔耦合动力学模型.最后,曲柄滑块机构的实验与仿真结果表明了这种建模方法的有效性.     

机械系统协同仿真环境中的统一仿真模型研究

提出了应用于机械系统产品性能协同仿真环境的统一仿真模型(unified simulation model,USM)方案,对USM进行了定义,分析了其基本组成元素,重点研究了USM的3种视图及视图间的转换技术,论述了在协同仿真环境中USM的运行机制,最后通过某悬挂系统为例对USM进行了验证。USM技术为协同仿真环境的仿真对象、仿真数据和仿真流程的模型统一提供了有效的方法。     

材料属性温度相关热弹塑性接触问题研究

应用有限元方法建立了可考虑屈服应力温度相关效应的粗糙表面热弹塑性接触模型.研究了摩擦力和不同热输入情况下圆柱体与弹塑性平面的接触力学特性.求解了考虑屈服应力温度相关效应的粗糙表面热弹塑性接触问题,探讨了摩擦热效应对表面温升、接触压力、平均间隙及接触体应力分布的影响.提出了考虑热膨胀系数温度相关效应的热弹塑性接触模型.通过刚性圆柱体与半无限大平面的热弹塑性接触研究了热膨胀系数温度相关效应对接触体应力分布的影响.     

行星滚柱丝杠副主曲率计算与接触特性分析

根据丝杠、滚柱和螺母螺旋滚道曲面特点,建立了通用化的法截面内零件的轮廓方程和滚道螺旋曲面方程。通过将滚道截面的原点定义在对应零件的中心轴上,避免了现有模型中将滚道截面原点定义在螺纹牙轮廓中心而带来的繁琐坐标变换问题。其次,利用微分几何原理推导了丝杠-滚柱接触侧和螺母-滚柱接触侧在相应接触位置的主曲率,与传统的基于等效球法计算行星滚柱丝杠副主曲率进行了对比。利用赫兹接触理论求解了滚柱与滚道间的主曲率差、接触椭圆面积及最大接触应力,并讨论了行星滚柱丝杠副结构参数对接触特性的影响规律。结果表明:丝杠和螺母滚道在某一主平面内的主曲率不是零,使用等效球模型计算主曲率会带来较大误差;增大螺纹螺距使得滚柱两接触侧的主曲率差变大,但几乎不影响接触椭圆的面积和滚柱螺纹曲面两接触侧的最大接触应力;增大法向牙侧角会使两接触侧的主曲率差和接触面积同时减小,但过大的法向牙侧角会导致接触应力和摩擦力增大。     

考虑啮入冲击作用下减速器的振动噪声分析

以单级圆柱齿轮减速器为研究对象,综合考虑齿轮啮合过程中轮齿时变啮合刚度、误差及啮入冲击的影响,建立了传动系统动力学模型。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了减速器振动辐射噪声,得到齿轮箱声场场点的噪声谱,分析了啮入冲击对减速器振动噪声的影响;阐述了箱体辐射噪声的影响因素,对多工况下齿轮箱振动噪声辐射进行了计算,得到了噪声辐射随齿形误差及负载的变化规律,为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。     

齿轮减速器振动噪声研究进展

齿轮减速器是各行业中应用最广泛的动力和运动传输装置,同时也是传动装置中的主要振动噪声源。针对减速器振动噪声形成机理、预测方法及控制措施等方面,综述了该领域国内外近年来的研究进展。介绍了减速器齿轮啸叫噪声与齿轮拍击噪声形成机理,评述了早期使用的经验公式方法以及当前常用的FEM-BEM、SEA等数值方法以及研究中取得的成果。在减速器减振降噪方面,主要针对齿轮参数选用、齿轮箱结构优化、阻尼材料的使用、轮齿修形及主动控制等进行综述,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。最后指出了需要进一步研究的几个问题。     

基于协同仿真环境的性能仿真知识管理系统的研究

通过分析协同仿真环境对知识管理的需求,同时分析了仿真分析过程中的知识的特点与类型,对其进行了分类.基于CSE的功能框架设计了性能仿真知识管理系统的功能结构,并构建了其技术架构,采用数据库与文件管理系统相结合的技术存储性能仿真知识.最后基于.NET环境,结合Spring.net对其加以实现.     

人字齿轮减速器振动噪声影响因素仿真分析研究

以单级人字齿轮减速器为研究对象,综合考虑轮齿时变啮合刚度、误差、滑动轴承刚度及阻尼的影响,建立了传动系统动力学模型。通过傅里叶级数法求解,得到了轴承动载荷时域历程与频谱。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了减速器辐射噪声,得到齿轮箱声场各场点的噪声谱,分析了齿轮箱固有特性与激励各频率成分对辐射噪声的影响。对多工况下齿轮箱辐射噪声进行了计算,讨论了负载、啮合刚度波动及误差对减速器辐射噪声的影响,得到了辐射噪声随负载、啮合刚度及齿轮误差的变化规律,为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。