敏捷制造环境下装配产品变形设计方法

为了获得满足顾客个性化需求的装配产品设计方案 ,提出了通过修改现有成熟零件的设计的变形设计方法。建立了描述装配产品构成零件之间配合关系的模型并识别出反映装配产品构成零部件之间尺寸关联关系的约束组。每个约束组的变形设计过程被归结为一个混合整数线性规划 (MILP)问题 ,而所有约束组的MILP问题的组合求解过程则反映了装配产品的变形设计优化过程。开发了软件原型系统并进行了仿真 ,仿真结果表明该方法能够在合理的时间内获得新的、可行的装配产品设计方案 ,可以作为装配产品设计方案的生成器 ,以缓解顾客个性化需求对产品设计带来的压力     

基于有限元的双十字滑块摆线针轮减速器关键结构分析

为了掌握双十字滑块摆线针轮减速器各关键零/部件在额定载荷作用下应力和变形的分布情况,分析了该类型减速器的结构组成与传动原理,并运用有限元软件ANSYS分析其关键零/部件十字滑块机构、摆线针轮机构和偏心轴机构的接触应力、等效应力和等效变形。计算结果表明:十字滑块机构的接触应力最大,在设计、制造和安装过程中,应保证十字滑块、滚珠和输入/输出法兰两两之间为纯滚动,避免大的接触应力引起摩擦磨损,从而降低减速器的传动精度;十字滑块机构、摆线针轮机构和偏心轴机构的最大接触应力和最大等效应力均小于相应材料的强度,说明强度不是减速器零/部件设计、制造过程中主要考虑的问题;偏心轴机构的刚度最小,对减速器的传动精度影响较大,在设计、制造时,应合理选择材料和制造工艺,提高偏心轴机构的刚度,从而提高减速器的传动精度。     

人机混合制造系统优化设计数学模型的研究

研究探索人机混合制造系统的建模方法 ,将人机结合的抽象概念量化为一个具体的数学表述———人机结合比 ,把人机结合的概念有机地融入到数学模型中 ,并把生产系统的各个生产指标与整个系统的总体生产效益联系起来。该模型可在一个生产系统的各个工序确定后 ,指导设计人员如何安排人和机器的工作 ,并使人机相互结合协同工作     

曲面的有限元网格顶点法矢算法

分析计算有限元三角形网格顶点法矢的各种算法原理,比较各种算法的结果精度,指出Max方法考虑了三角形网格的形状,且本质上是一种通过对四面体进行外接球面拟合的计算方法,结果精度很高.在此基础上,针对曲面在有限元网格划分后可能同时存在三角形网格和四边形网格,提出适应于单独的三角形网格和四边形网格与两者并存的混合网格的顶点法矢求取算法,计算结果表明了算法的适应性和有效性.     

低压配电网分散无功补偿与扩大线径协调优化计算

针对低压配电网馈线末端节点电压偏低的问题,提出了低压配电网分散无功补偿与扩大线径协调优化计算模型。目标函数综合考虑了安装无功补偿装置和更换导线的投资成本以及降低配电网损耗的经济效益,约束条件包括配电网运行约束,以及无功补偿点补偿容量和扩大线径支路截面积的上下限约束。采用凸松弛技术对优化模型中的整数变量进行连续化处理,并结合问题特点降低需要引入整数变量的数目。根据低压配电网潮流计算结果选择电压损耗大的支路作为扩大线径候选线路,同时以所有负荷节点作为候选无功补偿点,计算得到分散无功补偿与扩大线径的协调优化方案。以某个实际低压配电台区为例,计算结果验证了所提出方法得到的协调优化方案比单纯无功补偿方案具有更高的经济效益,电压质量也更好。     

SolidWorks中零件的精确建模及装配配合关系的实现

利用VisualBasic对SolidWorks的API调用进行二次开发,解决了API调用中常出现的零件建模失败或不准确的问题。以深沟球轴承为例,论述了如何实现零件的精确建模与建立装配体配合关系,说明了应用程序的开发方法以及与SolidWorks结合的实现。实践证明该研究对零件的精确建模有应用价值。     

基于有限元与多体动力学仿真的发动机失火故障特征提取研究

提出基于多体动力学和有限元计算的故障仿真方法,通过分析比较振动信号变化来提取故障特征。利用AVL EXCITE平台,建立一个高质量带悬置的四缸发动机动力总成有限元多体动力学仿真模型,以发动机失火故障为例,设置相关参数模拟失火状态运行,求解发动机稳态转速和加速工况的缸体和缸盖位置振动加速度响应信号,经频谱、阶次和小波等分析,对比正常状态和故障状态的差异,提取故障特征。通过实车失火故障试验进行对比,发现仿真结果与试验结果有较好的一致性。利用多体动力学有限元模型进行故障仿真分析的结果,可用于指导实际发动机故障诊断。     

基于LabVIEW与神经网络的发动机喷油脉宽测试系统设计

以某发动机作为研究对象,通过实验获取喷油脉宽与进气歧管绝对压力、发动机转速相对应的原始数据。搭建基于LabVIEW平台的虚拟仪器数据采集测试系统,采集发动机转速和进气歧管压力,以其作为输入,喷油脉宽作为输出,建立神经网络模型对上述非线性关系进行分析计算,得到喷油脉宽数值,并可方便地观察喷油脉宽随发动机工况变化的情况。此测试方案和系统,可用于试验测试分析与教学研究。     

工艺参数对铝合金双脉冲MIG焊焊缝成形的影响

双脉冲MIG焊在进行高效铝焊接的同时可获得美观的鱼鳞纹焊缝表面.在单脉冲稳定焊接的基础上,针对自行开发的双脉冲MIG焊逆变电源,分别改变电流、高频频率、低频频率、焊接速度,进行双脉冲焊接铝合金的试验研究.结果表明,强弱脉冲峰值电流和高频频率对焊接过程的稳定性和飞溅有较大的影响,强弱脉冲峰值电流相差40 A,高频频率250 Hz时焊缝成形好.在一定范围内,焊缝鱼鳞纹宽度与低频频率、焊接速度直接相关.具体而言,焊缝鱼鳞纹宽度随着低频频率的提高而减小,随着焊接速度的提高而增大,并根据统计规律得出了一个经验公式,用以定量反映这种变动关系.当焊接速度与低频频率比值为0.19～0.30时,鱼鳞纹宽度在2～3 mm之间,焊接效果较好.     

NiTi形状记忆合金的功能特性及其应用发展EICSCD

NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变,根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。而NiTi SMAs的生物相容性体现在低弹性模量和低生物毒性等方面,可应用于正畸、矫正、心血管支架等医疗器件。为充分发挥NiTi SMAs的功能,研究者们不断开发NiTi SMAs相关的智能结构。本文简要综述了近年来研究和发展NiTi SMAs的不同功能特性及其对应的智能结构典型应用,详细介绍和讨论了NiTi SMAs的功能特性、关注问题和应用领域。同时,也对NiTi SMAs阻尼性能和储氢特性进行了阐述。最后,展望了NiTi SMAs在各领域应用上尚需重点关注的问题:利用增材制造技术调控微观结构实现超弹性的稳定性提升;通过建立本构模型为形状记忆效应的稳定应用提供理论指导,并进一步优化结构实现形状记忆效应的宏观放大;提高NiTi SMAs在生物环境里的耐腐蚀性和医疗应用推广。因此,推动NiTi SMAs在不同应用领域的个性化和功能定制化,尚需大量的跨学科研究。