两平移两转动四自由度减振平台设计、仿真与测试

应用两平移两转动四自由度并联机构为组合弹性阻尼减振装鬣主体结构，在机构原动件处辅以弹性阻尼装置，运用反向自适应原理，模拟橡胶，实现多自由度减振。按照给定减振要求，对减振平台进行理论设计和分析，用AD-AMS软件建立系统模型和仿真，并制作样机试验。由动态模拟及试验结果一致，从而说明该减振平台设计的正确性和可行性。     

挤压油膜阻尼器动特性系数的数值解法

在分析含挤压油膜阻尼器转子系统的稳定性和动态响应时,需用到八个油膜动力特性系数。当前常用的动力特性系数的解析表达式是基于长、短轴承近似理论简化得到的,其优点是有明确的解析式且计算量小,缺点是精度较差。基于有限元法计算挤压油膜阻尼器动力特性系数:使用泰勒级数将瞬态雷诺方程的分解,采用伽辽金法将分解后的方程进行变分,然后运用有限元方法求解阻尼器的八个油膜动力特性系数。以某转子-油膜阻尼器系统为对象,分别研究了有限元法数值解和短轴承理论模型近似解对转子动力学特性的影响,并与实验值进行比较,研究结果表明:采用有限元法数值解模拟阻尼器动态特性,较短轴承理论近似解更接近于实验值。     

探针尺寸对Si-DLC薄膜表面粘附和摩擦的影响

采用AFM尖头探针、球头探针和平头探针对Si-DLC膜进行摩擦实验,研究了薄膜的微观摩擦力学性能,探讨了不同接触尺度下薄膜表面粘附力及摩擦产生的机理,建立了不同探针与薄膜表面粗糙峰的接触模型,推导了表面粘附力与接触面积的关系表达式,表明在微观接触中,接触面积对粘附力起着主导作用。尖头探针与薄膜表面的微观摩擦系数取决于表面粗糙峰的斜率,与粗糙峰的高度相关不大;球头探针与薄膜表面的摩擦力主要取决于单位面积接触粗糙峰密度;平头探针与薄膜表面的摩擦力主要取决于外加载荷,表面形貌的微观尺寸效应可忽略。     

新型混合磁悬浮主动隔振的研究

提出了一种新型变阻尼变刚度的混合磁悬浮隔振系统,利用等效磁路法计算了混合磁悬浮系统的电磁作用力,并分析了所实施的主动反馈控制系统性能.分析表明,主动控制作用下的隔振系统具有可控的刚度和阻尼特性,同时与其他电磁结构比较,其是一种隔振功耗很小的隔振系统.文中介绍了基于DSP的主动控制隔振试验,并分析了在隔振系统中各控制参数对隔振效果和控制的阶跃响应性能的影响.结果表明,这是一种在各频率上均具有很好隔振效率的隔振系统,具有广泛的应用前景.     

航海船舶多维振动半主动控制研究

本文采用基于并联机构和磁流变阻尼器的半主动控制多维减振装置，实现对船舶航行中面临的多维振动半主动控制。对减振装置进行结构设计、系统控制模型分析和控制算法研究，并制作样机进行实验研究。样机实验结果表明，该半主动控制多维减振装置能实现船舶多维减振，且减振效果优于被动控制多维减振。     

激光织构化对316L不锈钢表面摩擦特性的影响

为降低316L不锈钢表面的摩擦阻力和磨损程度,采用纳秒激光器在316L不锈钢表面织构了3种不同密度的光栅结构;采用UMT-2摩擦磨损试验机考察了光滑表面与织构表面的摩擦特性;采用TOYOTA显微镜对光栅结构及磨痕形貌进行了观察;分析了织构化光栅结构摩擦特性变化的机理。实验结果表明:光栅结构比光滑表面的摩擦阻力变化更平稳,起到稳定摩擦阻力的作用;随着时间延长,光滑表面的摩擦阻力急剧增加,而光栅结构的摩擦阻力较小并保持不变;光栅结构织构越密集,摩擦阻力越小。     

含挤压油膜阻尼器部件的简易传递矩阵

在对转子—轴承系统进行动力学分析时,传递矩阵法目前仍占有主导地位。高速旋转的转子系统为了减振常常采用挤压油膜阻尼器(SFD),但现有的教材与文献没有讲述含有挤压油膜阻尼器部件的传递矩阵。把挤压油膜阻尼器按外力处理,建立了含挤压油膜阻尼器的刚性圆盘质心的运动方程。在对运动方程做进一步的推导与整理过程中,定义一个由油膜刚度与阻尼系数组合形成的等效刚度系数,得到了与线性弹性支撑部件具有相同的形式的传递矩阵,使得含有挤压油膜阻尼器部件的传递矩阵简单明了,便于应用。等效刚度系数是关于油膜轴颈位移的高度非线性函数,同时介绍了一种迭代法求解的具体步骤。并通过与文献中转子系统的实验结果对比验证了该传递矩阵是正确的。     

新型旋转双断点塑壳断路器动触头结构设计

针对目前国产旋转双断点塑壳断路器的动触头结构机械寿命、分断能力和安全可靠性低等问题,设计开发了一种新型的动触头结构。通过样机ADAMS软件仿真分析和样机试验验证研究,结果表明研发的动触头结构具有结构简单、分断性能可靠、机械寿命长、成本低等优点。     

一种基于六构件变胞机构的气动柔性抓取机械手的设计

变胞机构与常见的定自由度机构相比,具有特殊的性能。阐述一种以气体为驱动力的自适应变胞机械手,该机械手简化为两个手指,以一个气缸驱动,每个手指有两个转动关节,在每个手指夹持部位衬以硅胶并贴以力传感器,控制气缸压力,致使夹持力可在一定设定范围内进行调整,是一种具有一定柔性的执行器。该执行器将变胞机构的工作原理和气体柔性驱动技术相结合,是一种基于六构件变胞机构的气动自适应柔性抓取机械手。阐述了该机械手的机构结构原理,并对该机械手进行了运动分析。该机械手在果蔬采摘,人体推拿执行器中具有广阔的应用前景。     

基于并联机构及MR阻尼器的多维减振平台半主动控制研究

分析了磁流变阻尼器的力学特性,将其应用于多维减振系统中。采用经典的三平移并联机构作为多维减振平台的主体机构,推导出其位置逆解公式;建立了系统动力学状态方程模型,以运动学方程得到的支路加速度作为输入信号,控制器采用了基于线性二次型最优控制理论的半主动控制算法。考虑到动态过程中机构动力学方程的复杂性,采用稳态方法对并联机构处于某一运动姿态的支路移动副振动进行控制,从而控制了整个平台的振动。仿真结果表明,所采取的控制算法有较好的控制效果。