2RUS/2RRS并联机构及其运动学分析

基于车辆在行驶过程中的运动特性,提出了一种折叠式2RUS/2RRS并联机构作为车辆运动模拟台。结合分支提供的约束力螺旋的几何关系,得到了机构的自由度特性,并基于Grassmenn线几何对机构的输入选取合理性进行了分析。旋量能够简化刚体运动的表示形式,兼备几何直观性与代数抽象性。借助于旋量代数及影响系数理论,通过添加虚拟运动副,得到了机构旋量速度、加速度的映射关系。在ADAMS软件中使用"多段线"建立了该机构的模型,并对机构的运动学建模理论进行了数值验证。     

双相钢回弹的有限元模拟及工艺优化

对DP800双相钢在板料成形中的回弹进行了有限元模拟。以回弹角最小为判断依据,通过对其主要工艺参数的正交优化设计,得出回弹量最小的优化工艺参数组合。结果表明,对回弹角起主要影响的试验因素为压边力。其优化工艺参数为冲头速度8.00 m/s、压边力100 kN、摩擦系数0.14。     

Fe-Cr-C-Ni-Mo耐磨堆焊合金的组织与性能

在Fe-Cr-C系堆焊合金基础上添加Ni、Mo,设计了金属粉型药芯焊丝。使用自动埋弧焊接机在16Mn试板上进行堆焊试验。通过光学显微镜、X射线荧光光谱仪、扫描电镜对堆焊层金属的组织进行观察,采用磨粒磨损试验机、冲击试验机、洛氏硬度仪对堆焊合金进行耐磨性、冲击韧性及硬度进行测试。结果表明:堆焊合金成分与2Cr13马氏体不锈钢相似,堆焊层合金顶部的组织为针状马氏体、板条马氏体组成的混合马氏体和弥散的Mo碳化物强化相。堆焊合金的耐磨性好,其相对于母材耐磨性的比值为4.46,冲击功为48 J,堆焊层表面平均硬度为46.9 HRC。     

基于拟Newton法的并联机构位置正解

基于Newton法的迭代搜索算法是求解并联机构位置正解的重要数值算法,但是在其每一步的迭代过程中都需要构造机构的Jacobian矩阵。在Newton法的基础上,将拟Newton法应用于并联机构的位置正解求解,该方法用当前的函数值代替Jacobian矩阵,能够减小每一迭代步的计算量。定义机构的虚工作空间,并分析6-RUS这一类并联机构虚工作空间受限的原因及迭代搜索算法在求解这一类机构位置正解时的局限性,提出将这一类机构的位置正解等效求解的方法。进一步分析耦合型少自由度机构虚工作空间受限的原因,采用虚设机构法和改进的Jacobian矩阵使迭代搜索算法能够适用于这一类机构。数值算例表明:相比于Newton法,拟Newton法的总迭代步数并没有明显增加,但由于每一迭代步的计算量少,计算效率明显提高,为并联机构位置正解在实时场合的应用提供了一定的理论指导;等效机构法能够扩大机构的虚工作空间,增加迭代搜索算法的适用范围。     

弹性欠驱动2-RR(RRPeR)机构及其方向刚度分析

根据多维运动模拟的需求,提出了一种弹性欠驱动2-RR(RRPeR)机构.该机构利用两个驱动及弹性动力耦合产生三维运动.基于旋量代数,建立机构的运动学、静力学模型,并以此为基础得到了其方向刚度模型.     

薄壁管滚珠旋压力计算模型

给出了一种计算三维滚珠旋压力的解析模型。根据滚珠轨迹对空间坐标进行旋转,简化了滚珠与工件的空间关系表达式;基于空间解析几何理论和旋压件为半无限体的假设,得到了滚珠与管坯的接触边界方程,并在各坐标平面上进行投影得到二维曲线,通过对曲线的积分计算各坐标平面内的接触区投影面积。变形区单位压力通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设给出,计算各旋压力分量和总旋压力;通过对旋压力轴向分量的理论计算结果与实验数据对比,表明给出了一种计算三维滚珠旋压力的解析模型。根据滚珠轨迹对空间坐标进行旋转,简化了滚珠与工件的空间关系表达式;基于空间解析几何理论和旋压件为半无限体的假设,得到了滚珠与管坯的接触边界方程,并在各坐标平面上进行投影得到二维曲线,通过对曲线的积分计算各坐标平面内的接触区投影面积。变形区单位压力通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设给出,计算各旋压力分量和总旋压力;通过对旋压力轴向分量的理论计算结果与实验数据对比,表明给出的计算模型的准确性。     

CCD视觉检测系统的整体标定

为了实现粒度分析仪对复合肥粒度分布的准确检测,提出了CCD视觉检测系统的整体标定方法.首先,分析了检测系统的检测精度;对光源进行了伺服控制,以减小光源的不稳定性、不均匀性对视觉检测系统检测精度的影响.然后,确定CCD合适的扫描速度,还原了被检测物体的真实形状.最后,基于直纹曲面理论,通过对不同直径的钢球进行多次标定,获...     

非惯性系下弹性欠驱动机器人动力学建模及应用

以旋量为基本运算单元,建立了非惯性系下弹性欠驱动机器人的动力学模型。首先以两个旋量的李括弧运算为基础,得到了惯性系下机器人的加速度映射关系。利用多刚体系统的速度、加速度旋量在不同坐标系之间的变换,推导出非惯性系下机器人在惯性系中的加速度映射关系。然后利用刚体的牛顿-欧拉公式,建立了非惯性系下机器人的动力学模型。推导的过程中始终以运动旋量、力旋量为基本的运算单元,简化了动力学建模过程。最后,以空中加油系统这种典型的非惯性系下的弹性欠驱动的应用为例,建立了其在非惯性系下的动力学模型,并用动力学仿真软件进行了验证,验证了理论分析的正确性和可行性。     

2RUS/2RRS并联机构位置正解分析

迭代搜索算法(牛顿法或拟牛顿法)是求解并联机构位置正解的重要方法。由于分支的极限位置奇异,迭代搜索算法的搜索空间易于超出机构的工作空间,导致其在求解2RUS/2RRS这一类并联机构位置正解时失效。以平面串联分支为例,给出了具有一定通用性的消除分支极限位置奇异的等效方法,并将2RUS/2RRS机构等效为2UPS/2RPS机构进行正解求解。基于动平台转动角速度和欧拉角导数的关系,通过虚设机构法得到了等效机构4×4的雅可比矩阵。将初始位姿对应等效机构雅可比矩阵作为每次迭代的近似初值,能够进一步减少拟牛顿法的计算量,提高计算效率。最后,采用拟牛顿法中的逆Broyden算法对2RUS/2RRS机构的正解进行了数值验证。     

全地面起重机主臂超起工况建模分析

全地面起重机由于其独特的优势被广泛应用于各种行业.其中主臂超起工况是较常使用的工况,其合理的设计对于整机性能至关重要.由于臂架需计算工作姿态多且计算复杂,宜采用力学分析软件及编程辅助设计.针对全地面起重机主臂超起工况,本文介绍了利用VB编写自动生成ANSYS命令流的快速设计软件基本过程,并总结了臂架的建模方式和编程及受力分析中需要注意的事项,为后续的优化设计打下了基础.