球-梁弹塑性次碰撞的试验研究和数值仿真*

次碰撞是柔性结构碰撞时特有的物理现象。为观测和深入研究这一现象,专门研制了一套柔性结构次碰撞试验平台。借助该试验平台,结合Hertz碰撞理论和动态子结构方法,对钢球坠落碰撞简支梁过程进行了详细的试验测试和数值仿真,观察到了复杂的次碰撞现象,深入探讨了次碰撞的碰撞接触时间规律和主要影响因素。研究结果表明,动态子结构方法可以作为球-梁弹塑性次碰撞行为分析的一种有效的数值计算手段。研究发现,在低速碰撞时Hertz碰撞理论所揭示的碰撞接触时间规律仍然适用于首个次碰撞过程,表明局部接触变形主导了首个次碰撞过程。次碰撞现象一旦发生,将导致简支梁碰撞端位移响应的前三阶振幅比和第一阶相位角均发生明显的变化。进一步的探讨则发现,次碰撞的发生与球-梁质量比、碰撞初速度和碰撞位置等因素密切相关,若用质量比来度量次碰撞的发生条件,发现存在一个质量比阈值,只有满足该质量比阈值,才会出现次碰撞。     

机器人碰撞保护

对机器人力矩控制进行了研究,首先从牛顿-欧拉算法分析了机器人要辨识的动力学基本参数,并建立了机器人外部扰动力矩模型。然后基于机器人外部力矩扰动的力学模型,设置控制置信区间,实现了机器人碰撞保护。最后对机器人进行了碰撞试验,从刚性碰撞、柔性碰撞和轻微碰撞对机器人碰撞进行试验。试验表明,基于力矩模型的机器人碰撞保护方法能在机器人发生碰撞初期及时制止,从而保护人和物件。     

混合碰撞建模方法及其试验验证

目前广泛采用的接触碰撞建模方法主要基于传统的物理碰撞模型,如赫兹碰撞模型和非线性弹簧阻尼碰撞模型等,但它们的仿真精度不够高,更适用于接触碰撞趋势的仿真分析.基于此,提出了基于传统物理碰撞模型和数据驱动误差模型的混合碰撞建模方法,以更加准确地对接触碰撞现象进行动力学仿真分析.其中,物理碰撞模型对接触碰撞现象中已知的碰撞因...     

钢球与简支梁的次碰撞研究

采用自行研制的一套柔性结构次碰撞实验平台和配套搭建的次碰撞瞬态测试系统,对钢球坠落碰撞简支钢梁过程进行了详细的实验测试。在此基础上,结合赫兹碰撞理论和数值仿真方法,深入探讨和研究了碰撞过程中出现的次碰撞现象。研究结果表明:(1)首个次碰撞过程的碰撞持续时间与Hertz碰撞时间相吻合;(2)后续次碰撞与首个次碰撞过程不同,其碰撞持续时间围绕Hertz碰撞时间作随机变化,但在总体趋势上依然符合赫兹碰撞理论;(3)研究表明,看似随机、对结构瞬态响应敏感、十分复杂的次碰撞过程,本质上受到局部接触变形所主导,可以采用Hertz准静态理论研究次碰撞过程的一些机理和规律;(4)后续次碰撞过程明显受到了柔性梁整体变形运动的影响,反过来又影响到钢球的上抛运动和梁的后续瞬态响应,使得下一次碰撞的发生变得难以预测.     

质量比对柔性构件次碰撞现象的影响

为了深入研究质量比和碰撞相对速度对柔性构件次碰撞现象的影响,搭建了球与柔性梁碰撞的试验模型。通过设计4种碰撞试验组合,并建立与试验结构尺寸1∶1的有限元模型,对球-梁的次碰撞诱因展开了讨论。研究表明,有限元仿真方法可以准确的模拟次碰撞试验过程。试验结果如下:1)如果质量比不合适,碰撞相对速度的改变不会激发次碰撞现象;2)质量比处于激发次碰撞现象的临界值时,碰撞相对速度的改变将直接影响后续次碰撞的次数和形式。研究表明,质量比对激发次碰撞行为起到主导作用,该结果可作为控制柔性构件次碰撞次数的参考。     

舰艏结构的碰撞损伤性能研究

本文分析与研究了船舶碰撞过程中舰艏结构的碰撞损伤性能,首先剖析了研究假定与舰艏结构的模型,并从碰撞运动过程、舰艏结构变形以及碰撞力与能量吸收等方面,探索了碰撞过程当中舰艏结构的损伤性能。     

汽车防碰撞系统的应用与研究

介绍了汽车防碰撞控制系统的基本原理。对汽车防碰撞超声波测距系统、汽车防碰撞激光测距系统、汽车防碰撞毫米波雷达测距系统、汽车防碰撞红外测距系统的工作原理、特点和应用实例进行了归纳,总结了汽车防碰撞各种测距系统的应用范围及存在的关键问题,指出了汽车防碰撞系统的发展趋势,即集成先进的信息处理技术、计算机技术、通信技术、电控技术、全球卫星定位技术、多传感器信息融合技术等高新技术于一身并经过优化设计的智能汽车防碰撞系统。     

滚珠丝杠副中滚珠与返向器的碰撞研究

根据赫兹接触模型和经典碰撞理论,并考虑返向器与螺母的固连关系,建立了滚珠与返向器碰撞接触的力学模型,导出了碰撞力公式,并在考虑弹性恢复系数的基础上推导出了碰撞接触时间公式。设计专门的试验装置对碰撞接触的时间进行了测试,测试结果表明,新建立的模型比现有文献的模型更符合实际情况。在试验的基础上,利用数值模拟方法分析了碰撞角度、结构参数和材料参数等因素对碰撞力的影响。     

滚珠丝杠副中滚珠与返向器的碰撞研究

根据赫兹接触模型和经典碰撞理论,并考虑返向器与螺母的固连关系,建立了滚珠与返向器碰撞接触的力学模型,导出了碰撞力公式,并在考虑弹性恢复系数的基础上推导出了碰撞接触时间公式。设计专门的试验装置对碰撞接触的时间进行了测试,测试结果表明,新建立的模型比现有文献的模型更符合实际情况。在试验的基础上,利用数值模拟方法分析了碰撞角度、结构参数和材料参数等因素对碰撞力的影响。     

汽车车架碰撞变形及安全改进措施

对某越野车车架碰撞安全性问题进行了判断与分析。从汽车的前部正面碰撞、前部侧面碰撞、中部碰撞和后部碰撞等几个方面研究了汽车车架的变形倾向以及判断方法,随后提出几项增加车架被动安全性的改进设计。     

典型钛合金壳体零件加工工艺

随着钛合金的广泛应用,由于其材料强度高,化学活性大,弹性模量较低等原因,其材料的难加工性越来越引起机械加工领域的关注。结合钛合金零件加工领域的技术资料和经验对典型钛合金壳体零件使用加工中心加工的工艺进行了理论探讨,重点介绍了钛合金壳体零件加工中铣削、钻孔、镗孔、攻丝等工艺,在实际运用中可以为钛合金零件加工领域的一线人员提供一定帮助。     

基于STEP-NC数控系统的研究

阐述了ISO6983的缺点及STEP—NC的优点；分析了STEP—NC产品数据模型的具体组成、文件结构、描述方法和生成途径；研究了STEP—NC数控系统的组成，提出SOFT型开发式STEP—NC控制器的概念及实现原理；指出STEP—NC对数控技术及制造业的深远影响。     

基于量子微粒群的BPNN在转炉炼钢静态模型中的应用

针对转炉炼钢静态模型终点命中率较低的问题,首先分析了影响转炉炼钢终点命中率的各种因素,确定了BP神经网络(BPNN)的拓扑结构,并依此建立了转炉炼钢静态模型.然后把量子微粒群算法(QPSO)应用于BP网络的学习中,并比较了QPSO、基本微粒群优化算法(PSO)、梯度下降法的学习性能.最后,基于某炼钢厂的历史数据进行了仿...     

新型气动钢板打号系统

介绍了一种新型的气动钢板自动打号系统的研制与应用,提出了解决落后的人工标号的先进方案     

某型火炮立靶密集度的探讨

阐述影响某型火炮立靶密集度因素,提出提高立靶密集度的措施。     

数控加工离线分析系统的研究与开发

数控加工过程分析是在离线工作方式下,预测数控程序的加工结果,检查编程错误,优化数控程序,是提高数控编程质量的重要环节。本文以双刀架数控车床为研究对象,介绍用于双刀架车床数控加工分析系统,着重就系统的结构和有关实现问题进行讨论。     

基于STEP-NC数控系统的研究

阐述了ISO6983的缺点及STEP-NC的优点；分析了STEP-NC产品数据模型的具体组成、文件结构、描述方法和生成途径；研究了STEP-NC数控系统的组成，提出SOFT型开放式STEP-NC控制器的概念及实现原理；指出STEP-NC对数控技术及制造业的深远影响。     

我国数控机床发展现状及方向

数控机床是装备制造业的基础,振兴装备制造业首先要振兴数控机床业.一个国家数控机床业的水平已经成为衡量该国制造业水平、工业现代化程度和国家综合竞争力的重要标志,直接关系到国家经济建设和国防安全及战略地位.国务院发布的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》的实施,为我国数控机床制造业提供了很好的发展机遇.本论文分三个部分,以我国最新的市场动态和第十届中国国际机床展览会(CIMT2007)为例简要地分析了我国数控机床发展现状和未来发展方向.     

数控仿真系统在数控教学中的管理与应用

随着公司机械加工数控设备大量增加和数控机床的广泛应用,加快培养急需的数控人才为当务之急,本文针对现数控教学的现状,讨论如何利用数控加工仿真系统进行教学和技能训练,阐述了数控仿真软件的优势和缺点,并在实际教学中获到了良好的培训效果,数控仿真系统在数控教学中的管理与应用,有利于数控教学水平的提高     

用SINUMERIK 802S base line数控系统改造X52K铣床

应用SINuMERIK802Sb base line line Nc系统对X52K普通铣床进行改造,重点阐述机械与电气改造方案;机床改造后,加工精度和生产率有较大提高,是提高企业数控化率的一条切实可行的途径。