高精密机床进给系统模型降阶技术

文章提出运用动态子结构降阶法目的为提高高精密机床的精密性仿真效率,即利用ADAMS建立高精密机床的仿真模型,然后对其进行振动仿真,期间利用FD 3D阻尼器非常有效的对进给系统的螺栓连接进行多自由度的模型降阶,使得振动仿真更加精确,计算更加快速。     

基于田口法定子冲片优化研究

高速永磁同步电机的噪声、振动和发热问题不可忽视。为改善高速永磁同步电机的噪声和振动性能,采用田口法对电机定子冲片进行优化。以定子冲片的槽口宽度、槽口高度和定子槽高度参数作为优化过程中的变量,选出一组最优的定子冲片结构参数组合来降低电机的转矩脉动、齿槽转矩和定子铁耗。仿真结果表明,田口法可以有效优化定子冲片结构,降低转矩脉动、齿槽转矩、定子铁耗,大大缩短了优化所需的时间。     

立卧进给系统多柔体模型丝杠振动仿真分析

以高精密立式和高精密卧式机床为研究对象,利用FEM技术建立高精密立式和卧式机床的进给系统刚性模型,然后利用VP技术对各零部件进行网格划分,替换刚性体,建立起进给系统多柔体模型。通过添加不同方向的切削力分别建立高精密立式和卧式机床多柔体模型。研究立式机床和卧式机床进给系统丝杠振动特性的不同,对比其在一定范围内的精确度,以选择合适的机床。论文中选择高精度的卧式机床。     

深振荡磁控溅射制备柔性硬质纳米涂层的研究进展

柔性硬质纳米涂层具有高致密性、高表面完整性、高硬度、高韧性和高裂纹抵抗力特性,是新一代高性能纳米涂层的一个重要发展方向,但其制备难度高,难以利用传统涂层制备技术实现。深振荡磁控溅射(deeposcillation magnetron sputtering, DOMS)技术是一种新型的高功率脉冲磁控溅射技术,现已成为国际涂层研究领域的热点。DOMS技术通过一系列调制的电压微脉冲振荡波形,能够实现完全消除电弧放电和靶材近全离化,获得高密度、低离子能量和高束流密度的等离子体,能制备出具有低缺陷、高表面完整性、高致密性的高性能纳米涂层,并且对纳米涂层的成分、结构和性能实现"剪裁化"的可控制备。本文综述了柔性硬质纳米涂层的特征以及DOMS制备柔性硬质纳米涂层的最新进展。     

FEASIBILITY AND EXPERIMENT ANALYSIS OF FOUR-ROPES FRICTION HOIST WITHOUT ROPE GROOVES CUTTING

Based on theoretical analysis and experiment, when the difference between the ropes length is ensured, the radius difference between the rope grooves and the difference of the rope strain of a double-rope friction hoist will decrease with the increasing of hoisting times. Then the rope grooves cutting are not needed. If the connection form of the ropes or the structure of the frictional wheel of a four-ropes friction hoist are changed into as a double-ropes hoist‘s, the hoist rope grooves will not need to be cut as well, and the working time will be saved and the service life of the rope lining will be lengthened also.     

周期性多材料结构稳态热传导拓扑优化设计

提出一种考虑周期性约束的多材料结构稳态热传导拓扑优化设计方法。针对多材料结构,提出基于有序有理近似材料属性模型(ordered rational approximation of material properties,Ordered-RAMP)的多材料插值模型。以结构散热弱度最小化为目标函数,体积为约束条件,将设计区域划分为有限个相同的子多材料区域。通过重新分配单元散热弱度基值,实现周期性几何约束,借助优化准则法推导设计变量的迭代格式。通过典型2D与3D数值算例,分析不同子区域个数对宏观结构与微观子区域多材料拓扑构型的影响。结果表明:所提方法可实现面向多材料结构的周期性微观构型设计,且各材料分布合理边界清晰,具有良好的稳健性;当子区域个数不同时,均可得到具有周期性的拓扑构型,且所获拓扑形式具有差异性。     

基于永磁同步电机模型的滑模矢量控制策略研究

针对传统矢量控制方式永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)存在的低速时启动电流及转速超调量过大等问题,本文利用指数趋近率,设计了一种基于滑模变结构的矢量控制策略。首先利用矢量控制(field oriented control,FOC)方式进行分析,结合选取的矢量控制方式进行滑模趋近率的选取,并采用Matlab/Simulink软件对永磁同步电机及所提出的控制策略进行建模,对所设计的永磁同步电机控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,在所设计的滑模矢量控制模式下,加速过程中,系统会出现小幅度的超调,但能在0.05s内使电机达到指定转速;负载转矩抗干扰能力较强,稳态性能良好;电流控制效果良好,且在允许范围内逐步减弱至平衡态。本文设计的滑模控制具有良好的转速控制性能。该研究为后期实物验证提供了理论支持。     

双馈异步风力发电机组电网故障穿越技术研究

针对风力发电机在电网故障后持续并网运行与调控能力亟待加强的问题,本文对双馈异步风力发电机组电网故障穿越技术进行研究。在建立双馈异步风力发电机(double fed induction generator,DFIG)转矩补充虚拟惯量控制的基础上,引入设定初始值的桨距角控制,建立DFIG的复合频率控制策略,实现频率穿越,在转子侧添加主动式Crowbar电路实现低电压穿越,从而提升DFIG的电网故障穿越能力,并通过DIgSILENT/PowerFactory实验平台进行仿真分析。仿真结果表明,通过补充转矩增加DFIG的虚拟惯量,设置初始桨距角增加备用有功,两者共同作用的复合频率策略在提升跌落度与稳态值两方面改善DFIG的调频能力;主动式Crowbar电路投切速度迅速,将其模块引入Protection策略后,在电网故障消除后可立即向电网输送有功,并在故障期间可向电网输送无功。该研究有利于电力系统安全稳定运行。     

基于Ordered-RAMP模型的热固耦合结构多材料拓扑优化方法

针对传统单材料热固耦合拓扑优化设计难以实现结构材料与性能综合最优的问题,提出一种基于变密度理论有序材料属性有理近似模型的多材料拓扑优化方法.该方法通过搭建比例系数与平移系数,将多种材料属性采用[0,1]连续分布的单设计变量进行描述,并研究和比较与有序固体各向同行惩罚微结构模型的优缺点;其次借助归一化加权方法定义以结构柔度最小化和散热弱度最小化为目标函数的数学模型.结合设计变量敏度分析,详细推导多材料、多目标条件下热固耦合结构拓扑优化的迭代公式.通过数值算例分析对比了不同权系数以及不同材料属性组合对优化结果的影响;结果表明,所提出的优化方法在热固耦合结构多材料多目标拓扑优化设计中具有可行性和有效性.