基于任务坐标系的液压机四角调平控制

针对液压机滑块的四角调平电液系统,提出了一种基于空间任务坐标系的控制方法。分析滑块与调平缸的运动关系与空间位置关系,从而建立坐标转换矩阵,将液压机滑块四角的直线位移坐标转换为滑块中心位移与倾角组成的任务坐标,在任务坐标空间内设计了基于调平力偏置非线性前馈补偿的滑块跟踪运动PID控制器,并且直接针对滑块的倾角设计了调平PID控制器,针对不同控制目标的控制参数是独立调节、互不影响的。设计了基于调平力偏置的预加速过程,以缓解滑块与调平缸接触时的冲击。最后,在25000 kN玻璃钢液压机上对所提控制方法的有效性进行实验验证。实验中,调平缸分别定位于平面矩形的四角,矩形尺寸为3550 mm×2900 mm。实验结果表明:使用基于任务坐标系的四角调平控制方法后,液压机滑块绕坐标轴x、y的旋转倾角分别被控制在0.0032°和0.0045°以内,各调平缸的位移偏差不超过0.45 mm。     

微间隙共形圆柱接触力模型的适用性分析

针对目前间隙铰接副接触力模型无法有效表述不同材料耗散阻尼效应,以及不适用于微间隙共形接触的问题,分析各种接触力模型中弹性接触力和耗散阻尼力计算方法的优缺点,提出一种普适性的圆柱内接触力分析模型。该模型将接触力描述为接触深度的显式函数,并将其适用范围有效地扩展至微间隙和低恢复系数工况。采用含间隙铰接副的曲柄-滑块机构进行动力学分析,对所提出接触力进行验证,计算结果表明:所提出的普适性接触力模型体现了微间隙时更高的接触刚度和低恢复系数时显著的阻尼效应,从而可为不同材料和间隙尺寸的间隙铰接副力学分析提供更为完备的计算模型。     

基于Creo和ADAMS的弧面分度凸轮机构建模与运动仿真研究

针对弧面分度凸轮机构建模及运动学进行研究,通过共轭曲面法并借助齐次坐标变换法建立圆柱滚子弧面分度凸轮不可展直纹工作轮廓曲面方程统一模型,推导了共轭接触方程求取共轭接触角,VC设计软件采集了分度期工作轮廓曲面数据点后,导入Creo中完成从点到线到面,再实体化建立了弧面分度凸轮三维模型,通过ADAMS运动学仿真分析了机构运动角速度和角加速度曲线震荡的影响及其产生原因,为机构建模优化和后续加工凸轮调整提供理论指导和帮助。     

考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。     

圆柱滚子外圆精密加工技术综述

圆柱滚子外圆精密加工技术作为圆柱滚子制造流程的终加工手段，对保证圆柱滚子的形状精度、尺寸精度、表面质量及其一致性起到关键作用。目前，依据加工原理不同，圆柱滚子加工方法主要分为无心磨削和无心超精研的工业主流传统加工方法，以及定心往复超精研、电化学机械光整、磁流体研磨、双平面方式超精研抛等非传统加工方法。介绍了上述不同加工方法的基本加工原理和研究现状，在加工精度、表面质量、生产效率等方面讨论了各加工方法的优缺点；展望了圆柱滚子外圆精密加工技术未来的发展方向，包括超精密工件和设备、高效自动化生产、高柔性生产、微小型零件、复合工艺、智能装备等。     

一种简化的小区域三维坐标系转换模型

采用公共点连接相邻测站观测结果是解决不同测站坐标统一问题的一种有效处理方法。该方法的核心是如何完成不同测站间坐标转换,方法较多,也比较成熟,但是算法都相对复杂,不易理解。对于小区域,不同测站间的铅垂线可以近似地看作是平行的,因此可以充分利用这一条件,再顾及到空间直角坐标系三坐标轴相互垂直的几何关系,可以简化坐标计算。因此,文章首先推导了简化后的公式,其次讨论了简化后坐标参数的计算步骤,最后结合实际工程案例,比较了简化方法与严密方法计算结果,证实了简化方法计算准确,具有操作简单、适应性强和易于理解等优点,可为工程技术人员提供有益参考。     

机器人工具坐标系自动校准

为了实现工业现场中对机器人工具坐标系进行快速高效地校准,同时提升坐标系的校准精度,提出了一种机器人工具坐标系快速校准方法,搭建了校准系统和实验平台。对校准系统的校准测量速度和精度进行了测量和研究。该校准方法使机器人按照预定圆周和直线的轨迹进行运动,运动时统计该系统在光电传感器中出现的时刻,得到工具坐标系偏斜的位置。本文分析了光电传感器由于装配工艺的原因无法形成直角坐标系而引起的误差,同时根据坐标系转换原理,对此项误差进行分析。最后实验结果表明:机器人工具坐标系的校准精度为±0.5mm,恢复时间为15s。该结果满足汽车生产线对于精度和效率的要求,能够快速有效地对机器人工具坐标系进行校准。     

一种振动颗粒康复仪的噪声分析与降噪设计

对新开发的振动颗粒康复仪的振动噪声控制策略进行了研究。首先,通过对原样机的声强测试分析,确认实施按摩作业的薄壁圆柱桶与颗粒层为主要噪声源;其次,基于有限元方法,对圆柱桶进行了模态分析与振动响应分析,得到了圆柱桶场点处声压级频率响应曲线,构建了对圆柱桶噪声分析的数值仿真模型;最后,进行了试验验证。对现有不锈钢材质圆柱桶的振动传递路径进行了隔振处理分析,变桶底连接为法兰连接,并在法兰与振动平台间增加隔振层。数值仿真结果表明,与原样机相比,场点处声压级降低了约16.7dB。若当筒体材料选用阻尼大、比重小、壁厚大的有机玻璃材料时,基频的提高使结构的固有频率更远离激振频率,仿真发现与原样机相比,场点处声压级有望降低约28.2dB。搭建了改为有机玻璃桶且增加隔振层的试验样机,噪声试验表明:与原样机相比,空桶工作时,噪声降低了约15.2dB(A);加入按摩颗粒后,噪声降低约3.5dB(A)。     

临界雷诺数区光滑圆柱振动与气动力研究

临界雷诺数区气动力特性是影响细长圆柱结构大幅振动的重要因素之一。该文通过刚性模型测压风洞试验,对临界雷诺数区光滑圆柱动态气动力分布特性及对临界区圆柱发生大幅振动的原因进行了分析。研究结果表明:圆柱在临界雷诺数区会发生大幅振动,当振动发生时,圆柱沿展向的气动力状态有一定的差异,这种气动力状态的差异说明气动力的非定常特性是引起大幅振动的主要原因。     

圆柱滚子电磁推进装置仿真与推进实验分析

在圆柱滚子双盘直槽研磨加工中，为提高滚子的加工效率，满足滚子连续进料的要求，设计了一种将电磁能转化为机械能的电磁推进装置，将它运用到圆柱滚子的研磨加工送料中。对圆柱滚子电磁推进装置的结构设计，通电状态下磁场的分布、磁场运动情况进行理论分析后，利用ANSYS Maxwell电磁场仿真软件对装置的二维模型进行仿真，查看磁场的分布及运动情况，并得出在不同电源激励条件下各滚子受力及整列滚子受力情况。仿真结果表明：装置通电后，内部会产生沿其轴线方向作周期性运动的行波磁场，并能够向滚子提供方向一定、大小可调的电磁推力，可以满足滚子研磨加工中连续推料的要求。随着电源电压和频率的增大，电磁推力也增大，推力调节方便。搭建了圆柱滚子电磁推力测量实验平台，对比了相同激励条件下仿真和实验所得电磁推力。实验结果表明：滚子受到的电磁推力随电源电压和频率的增加而增加，在相同的激励条件下，实验测得结果与仿真计算结果接近，验证了仿真结果的准确性。该装置可以实现滚子连续进料，具有较大的实际应用价值。