重载摆角铣头模态分析与实验研究

重载摆角铣头是重型五轴联动数控机床的重要功能部件,用于大型复杂曲面的加工。这类铣头的特点是必须同时实现回转和摆角等多自由度运动、结构紧凑、重载和高刚度。掌握铣头的模态特性及其影响因素之间的关系,是重载摆角铣头自主研发必须解决的关键问题。为此,提出一种多约束方式下的理论分析与实验验证相结合的综合研究方法。在理论分析方面,模拟铣头悬挂状态和实际工况两种约束方式,对摆角铣头进行了模态分析和比较,相互验证两种约束状态下理论分析的正确性。在实验研究方面,铣头箱体采用自由支撑、铣头整体采用原装固定的方式分别进行了模态实验研究,并将实验研究结果和上述理论分析结果进行了比较和分析。从而得到铣头准确的模态特性、薄弱环节及其影响因素,为国产重载摆角铣头的结构优化设计和改进提供理论与实验支持。     

基于不完备频响函数辨识结合部等效参数的研究

研究了输出信息不完备情况下结合部等效动力学参数的辨识问题,阐述了一种较为通用的结合部等效动力学参数辨识方法.首先采用实验与有限元法相结合,辨识出试验中难以获取的频响函数,构造出完备频响函数.然后通过完备频响函数,运用迭代算法辨识出结合部等效动力学参数.在辨识过程中,建立损失函数模型,将问题转化为求解损失函数的最小值问题.该方法不需要求出模态参数,所以同样适用于大阻尼系统或者模态密集系统的结合部参数辨识.由于只需部分易测的频响函数,所以具有很好的工程应用性.最后通过算例验证了本方法具有很高的辨识精度.     

螺栓结合面法向静态刚度特性提取方法研究

针对结合面静态刚度与联接方式、被联接段刚度、结合部刚度密切相关,直接测量、计算结合面静态刚度具有较大困难问题,以螺栓结合面为研究对象,建立螺栓结合面法向静态刚度特性提取方法。通过法向静态拉伸实验与数据分析结合方式,获得结合部刚度;通过优化计算螺栓结合面被联接段刚度,建立被联接段刚度精化解析公式;依托螺栓结合面刚度、被联结件刚度、结合部刚度三者间串联倒数关系,将螺栓结合面法向静态接触刚度从螺栓结合部整体静态刚度中分离;形成确定螺栓结合面有效作用面积方法,完整提取螺栓结合面面压的螺栓结合面法向静态接触刚度非线性特性曲线,为结合面接触刚度深入研究提供新方法。     

多色胶印机色彩自动检测和控制系统

在分析传统的色彩检测与控制方法的基础上,确定了色彩自动检测与控制系统的工作流程、系统构成及体系结构.对系统中的关键部分,包括检测系统和控制系统进行了分析.其中,检测系统由分光光度仪、工艺数据库、色墨转化算法模块组成;控制系统由计算机直接控制(direct digital control,DDC)系统、墨键集成控制模块以及墨键控制台组成.在此基础上建立了基于JDF(job definition format)规范的色彩自动检测和控制系统流程.通过在某国产胶印机上进行实际测试与应用,证实了该系统的有效性.     

重载大跨距横梁承载曲线分析与实验研究

针对重载大跨距横梁的承载变形补偿问题进行研究,以提高重型机床产品加工精度为最终目的,提出了一种通过预制起拱曲线来提高机床加工精度的方法.基于有限元分析方法预估弹性横梁静态承载曲线,进而得到横梁起拱曲线,并通过实验对起拱曲线进行验证.该研究为重载大跨距横梁承载曲线的设计、结构优化与反变形加工提供了理论与技术指导.     

胶印机色墨转换实验及数据库开发

在胶印机色彩检测与控制系统中,色墨转换实验数据对色墨转换算法的研究及色彩控制的准确度具有重要的作用.开放式色墨转换工艺数据库便于用户根据自己的需要添加新的色墨转换数据,提高色彩检测与控制系统的通用性及控制精度.在确定色墨转换实验方案的基础上,在北人集团的对开四色胶印机上进行了色墨转换实验;综合考虑影响色墨转换实验的各因素,设计了色墨转换工艺数据库;并采用Visual C++及MySQL开发了开放式色墨转换工艺数据库管理系统,用户可以方便地进行数据的查询、添加、删除及修改等操作.     

移动平底从动件盘形凸轮的计算机建模与高精加工

采用分段拼接的圆弧拟合方法对移动平底从动件盘形凸轮进行计算机建模，并用数控坐标磨解决了该类母凸轮的高精加工。     

装夹特征的分类与定义

对工件装夹特征进行系统的分类与定义，目的在于明确划分用于装夹的工件表面类型，为装夹规划提供操作对象的特征范围，并作为夹具结构设计的理论依据。该研究推动了夹具设计理论的进一步发展。     

栓接结合部迟滞非线性建模与辨识方法

由于栓接结合部是导致结构发生复杂非线性特性的主要因素,而对栓接结合部的传统处理方法往往忽略结合部的非线性特性或采用等效线性化的数学方法来建模,造成无法准确分析和研究栓接结合部的非线性动力行为。通过实验研究结合部上微凸体间相互挤压、搓动引起的能量耗损机理,运用Iwan模型描述栓接结合部的迟滞非线性现象。在准静态条件下获得力位移实验数据,利用无约束非线性优化方法和Newton迭代法辨识出Iwan模型中的未知参数,从而获得随外载荷幅值变化下的迟滞非线性特性,并与实验结果进行比较。结果表明,利用Iwan模型能够准确反映出栓接结合部所表现出的能量迟滞机理和非线性行为。     

敏捷夹具的建模与构形设计方法研究

介绍了敏捷夹具的提出与发展现状,阐述了敏捷夹具建模与计算机辅助构形设计系统的主要研究内容以及重、难点所在,并针对这些问题提出了可行的研究方法,最后简要介绍了初步开发出的敏捷夹具计算机辅助构形设计系统功能。