基于Symlets小波滤波的滚珠丝杠伺服进给系统频响特性辨识

高速、高加速度条件下,滚珠丝杠进给系统所具有的弹性特性会对其频率响应特性造成很大影响.通过分析转矩输入信号和加速度输出信号的幅值和相位关系可以实现对进给系统频响特性的辨识.通过集中质量方法对弹性滚珠丝杠传动系统进行建模,由拉格朗日能量法和状态空间分析对系统的频响特性进行计算.并进一步利用试验方法完成进给系统频响特性的辨识.为了减少量化噪声、白噪声和有色噪声对辨识信号的影响,提出通过Symlets小波滤波方法对有限差分方法得到的加速度信号进行小波滤波处理后,再进行幅值和相位信号的提取和频响函数的拟合.仿真和试验最终证明Symlets小波滤波方法能有效地减少噪声对加速度信号的影响,提取出有效信号,实现对进给系统频响特性更为精确地辨识.     

机械重大装备寿命预测综述

寿命预测理论是机械零件与装备安全服役的关键基础,也是现代机械设计与制造必须涵盖的重要方面.机械重大装备寿命预测技术对国民经济发展和国防建设具有重要意义.在过去近一个世纪与失效事故的斗争中,人类通过对诸如飞行器、舰船、车辆、发电机组等机械重大装备的研究,建立了基于力学的寿命预测理论、基于概率统计的寿命预测理论以及基于信息新技术的寿命预测理论等学科分支.针对机械重大装备寿命预测研究方法的特点和应用状况,综述国内外相关文献的研究现状,总结当前机械重大装备寿命预测研究的热点与成就,归纳当前机械重大装备寿命预测研究在理论建模与试验中存在的若干问题,分析机械重大装备寿命预测具有理论建模难、试验验证难以及数据积累分析难的特点,为今后进行深入的寿命预测研究提供可以借鉴的研究方向.     

基于模块化装配结构的精密拉刀数控成形磨床磨削仿真研究

针对精密拉刀数控成形磨床功能结构、尺寸规格以及工艺需求多样的特点,在对拉刀磨床进行模块化装配结构设计的基础上,进行计算机虚拟仿真实验,以验证数控加工代码及磨削工艺的合理性,同时取得拉刀磨削仿真验证方法.复杂六轴四联动磨床磨削运动复杂,控制要求高,通过分析其结构特征以及运动控制特性,构建出能处理多种类型拉刀的前角、后角、廓形、齿背以及砂轮的成形和修整的虚拟磨床.然后通过对仿真结果的分析,包括对仿真试件加工后的几何尺寸测量、刃带及投影廓形的比较等,获得加工后各拉刀参数,让其同设计指标比较,分析误差来源寻找解决方法,最终完成仿真验证实验.仿真结果表明本文构建的仿真环境合理,验证方案正确,能够满足模块化装配结构的拉刀磨床的仿真要求.     

雷达功率组件的金刚石微通道热沉激光加工工艺

为研究雷达功率组件金刚石微通道热沉的加工难题,开展了飞秒激光加工多晶金刚石微流道的工艺研究,仿真模拟了飞秒激光作用于金刚石表面的温度场分布,以及诱导去除过程,理论与实验研究了金刚石的烧蚀阈值,系统研究了激光能量、扫描速度、扫描次数、焦点位置等参量及其优化工艺参数对金刚石微槽尺寸的影响规律。结果表明:当飞秒激光功率大于0.3 W时,激光作用于金刚石的最高温度超过材料去除的气化温度,温度最高位置处于光斑中心,功率不会改变温度场的分布情形;飞秒激光加工金刚石的烧蚀阈值为1.80 J/cm2,金刚石微槽深度与激光功率、扫描次数正相关,与扫描速度负相关,与正负离焦量基本成对称分布关系,而金刚石微槽表面宽度则变化不明显;在激光功率为5 W,扫描速度为100 mm/s,扫描次数为30,离焦量为-0.5 mm的优化参数下,加工出的金刚石微槽结构形状规则,截面侧壁锥度控制在3°以内,表面无残渣、裂纹、崩边等缺陷,且内部也无裂纹等缺陷,加工一致性较高,实现了微通道的 “冷”加工,可满足雷达功率组件金刚石热沉对微通道的高质量加工要求。     

滚动轴承寿命预测综述

滚动轴承是决定机械健康状态与寿命的关键部件之一,寿命是衡量滚动轴承性能的重要指标。针对滚动轴承寿命特性与应用,综述滚动轴承寿命预测的研究现状,总结滚动轴承寿命预测研究成果,将当前轴承寿命理论归纳为基于统计分析的寿命模型、基于断裂力学分析的寿命模型、以及基于状态监测的寿命模型。分析得出当前研究中的热点方向是基于状态监测的寿命预测方法,着重指出轴承寿命预测研究的难点具有寿命影响因素多、寿命分散度大、试验费时、数据积累难、理论建模难等特点,为轴承寿命的深入研究提供方向。     

基于体视显微镜的细观材料应变检测方法研究

提出了一种基于双目体视显微镜和数字图像相关技术来解决细观材料三维全场应变测量的方法,举例说明了传统的校准技术在校正立体显微镜畸变过程中存在的问题,进而提出了一种新颖的校准方法来对显微镜进行标定,从而获得较高的三维位移场和应变场测量精度。液压胀形实验的应变测量结果表明,该细观应变测量系统在测量细观材料表面全场应变时具有可行性,同时有限元模拟的结果与实验结果比较吻合,最大主应变的偏差在10%之内,证明了该系统可以准确地测量微小尺寸的材料应变。     

Au微球阵列跨尺度葡萄糖传感器的制备

以硅基底和光纤纤芯阵列为定位夹具,手工排列熔凝法得到的Au微球,获得3×3 Au微球阵列;在Au微球表面先用水浴法合成ZnO纳米线、后固定葡萄糖氧化酶,得到球形跨尺度阵列葡萄糖酶电极。对球形跨尺度结构的表面形貌、葡萄糖氧化酶的固定效果、酶电极的电化学性能进行了定量表征。球形跨尺度结构阵列葡萄糖传感器的线性范围为0~2.5mmol/L、灵敏度为17.24μA·(mmol/L)~(-1)·cm~(-2)、最低检出限为3.44μmol/L、Michaelis-Menten常数为1.85 mmol/L。     

电涡流传感器最佳工作区间确定方法研究

电涡流传感器因非接触测量、抗干扰力强等优点在生产中得到了广泛地应用,但其精度很难到达几个微米。根据精度分析理论,采用误差修正技术,提出“最小区间数”与“最大区间段”的工作区间优选原则,确定电涡流传感器的最佳工作区间,以提高传感器测量精度。应用该方法对商业电涡流传感器进行了精度标定,结果显示,将原有的电涡流传感器±10μm误差提升至最佳工作区间的±4μm精度。     

电场诱导微结构图形化形成机理及常温制备工艺

利用液体薄膜表面热扰动造成的表面张力失稳特性,提出一种常温条件下的非接触式电场诱导聚合物图形化技术.采用Navier-Stokes方程和线性稳定分析理论建立了薄膜流体的电场诱导力学模型,阐明了电场诱导过程中微结构的形成机理和周期特性,并详细分析了微结构的成长因数.采用低黏度紫外光固化型聚合物作为图形化材料,在常温条件进行了电场诱导成形实验研究,实验结果证明了电场诱导成形在常温条件下应用于紫外光固化型聚合物的可行性.在导电的掺杂硅片基底上以匀胶方式制备0.8μm厚的紫外光固化型聚合物薄膜,使用平整的导电玻璃作为无图形模板.在基底和模板间施加25 V的直流电压进行电场诱导成形实验,获得了平均中心间距为37.6μm,平均直径为24.8μm的大面积周期性柱状结构.将基底和模板间的电压提高至30 V,周期性柱状结构的中心间距降低为30.8μm,平均直径降低为18.5μm.另外,采用理论模型对诱导成形过程中的诱导时间、成形特点和图型特征等要素进行了详细的分析,并提出了获得高精度、快速电场诱导图形化的工艺参数优化方案.     

基于Bayesian网络的机械加工缺陷溯源方法

为提高机械加工缺陷原因追溯方法对不确定信息的解释和推理能力,引入Bayesian网络分析方法.给出了利用Bayesian网络进行缺陷溯源的建模方法和推理步骤.一方面,用实际加工状况和缺陷现象作为复合证据;另一方面,利用Bayesian推理确定网络任意原因节点的发生概率及搜索最大概率路径,从而提供了一种针对不确定信息的诊断方法.最后,以转子法兰联接孔的加工缺陷溯源为例,对该方法进行了验证.