基于正交试验的柔性微夹持器参数权重分析

针对柔性微夹持器中柔性铰链在工作中受到交变应力作用导致屈曲的问题,以圆形切口柔性铰链为例,对其施加载荷后进行受力分析,推导出临界力的计算公式。通过Ansys Workbench17.0对铰链进行有限元屈曲分析,取第一阶屈曲模态,与利用推导公式得到的临界力进行对比,误差为0.23%,验证了公式的准确性。引入正交试验设计,找出影响临界力的可控因子和噪声因子并对其进行正交试验设计。采用权重分析法,定量分析参数对临界力的影响程度。研究结果表明各个参数对临界力变化的作用所占的权重不一样,为铰链设计提供了理论基础。     

柔性定位平台的瞬态动力学分析及疲劳寿命分析

为提高超高加速度宏微运动平台完成定位工作时的安全性和精确性，以宏微运动平台的关键部件柔性定位平台为研究对象，探究宏微运动平台在微定位工况下对柔性定位平台疲劳寿命的影响。利用SolidWorks建立柔性定位平台的三维模型，在ANSYS Workbench进行静力分析和瞬态动力学分析，获得柔性定位平台危险点的位置及疲劳分析所用载荷谱。运用Goodman曲线评估方法对平台进行疲劳评估，得出的数据均在Goodman曲线框内，评估结果合理。最后利用nCode计算柔性定位平台的疲劳损伤和疲劳寿命，得出随着驱动频率的增加，柔性定位平台的疲劳寿命在降低的结论。研究结果对超精密定位平台的研究提供了参考。     

一种基于柔性铰链微旋转平台设计与仿真

针对微/纳精密操作定位精度需求,采用压电驱动方法,设计一种基于柔性铰链的新型微旋转平台。设计一个直角柔性铰链一级放大机构对机构的输入位移进行放大;并对放大倍数和旋转角度进行了理论分析;比较该微旋转定位平台输出位移理论值和ANSYS有限元仿真值,理论值和仿真值基本吻合;对微旋转定位平台的柔性铰链应力变形进行了验证,在满足其输出位移情况下,材料的力学性能符合设计要求。     

基于柔性铰链的精密定位平台的设计

为满足实际生产中对体积小、精度高、配置灵活的精密定位平台的需求,设计了一种基于柔性铰链和闭环控制系统的精密定位平台.该平台具备较大的功能扩展性,对同类设备的生产和制造具有一定的参考价值.     

冷轧带钢屈曲失稳限的计算方法研究

带钢屈曲失稳限的计算是建立冷轧板形控制目标的理论基础,本文通过能量法计算了各种典型浪形缺陷的屈曲临界载荷;利用ABAQUS有限元分析软件建立了带钢屈曲失稳仿真模型,计算了各种典型浪形下的屈曲临界载荷,将有限元仿真结果与解析结果进行了对比,验证了有限元模型的准确性;同时,通过设定不同的工况,得到了带钢屈曲临界条件与带钢宽厚比、张应力之间的关系。     

型材挤压的稳定成形机理分析

结合塑性屈曲理论,对挤压成形屈曲产生机理进行了研究;以临界应力估算式作为屈曲载荷的判定公式,提出了挤出型材稳定的条件。型材的壁厚越大,型材壁面的宽度越小时,对应壁面的稳定临界载荷越大。     

考虑热应力的金刚石圆锯片屈曲分析

本文建立了金刚石圆锯片的切削力分析模型,通过对锯片有限元模型进行有限元特征值屈曲分析,非线性屈曲分析以及考虑热载荷作用的非线性有限元屈曲分析,得到锯片在三种条件下的屈曲临界载荷,分析结果表明,当径向力为11 250 N/ m,切向力为280 012 N/ m时锯片发生屈曲。锯片的初始缺陷和热应力是锯片产生屈曲的主要因素。对比实验测试的数值,实际锯片屈曲变形状况与分析变形结果一致。此分析对产际工程应用及更深层次的屈曲分析具有一定的指导意义.     

预塑性变形下7B04铝合金蠕变时效成形试验研究

采用有限元法对7B04-T651铝合金带筋试件进行了特征值屈曲分析,得到室温加载时的屈曲临界载荷;在临界载荷范围内进行了不同弯曲半径下160℃/20 h的蠕变时效成形试验,分析了预塑性变形对成形试件的外形轮廓和室温力学性能的影响。结果表明:预塑性变形虽能显著降低试件的回弹率,但较大的应变量会引起蠕变时效成形过程中筋条的失稳;成形试件的强度接近160℃/20 h人工时效状态,且随着预塑性变形量的增加有下降趋势,而同一试件筋条处的强度略高于蒙皮;伸长率和弹性模量整体上变化不大。     

热处理组织影响瑞利波评价碳钢表层应力的研究

基于瑞利波声弹性系数标定试验,采用一发一收瑞利波探头采集瑞利波信号,结合瑞利波信号分析探讨了热处理组织影响碳钢表层应力评价的机理。结果表明,随碳钢晶粒尺寸增大,瑞利波声弹性系数略有增大,瑞利波信号间时间差-载荷曲线的转折点载荷越接近试样弹性极限载荷,高载荷阶段瑞利波信号间时间差波动随载荷增大略有增大。分析认为,晶粒尺寸增大导致试样塑性变形能力下降、试样表面粗糙度及瑞利波探头与试样耦合质量是导致上述结果的重要原因。     

精密导向膜片设计与优化

针对微振动模拟器中精密导向机构行程小、精度高的要求,提出了一种具有精密导向作用的柔性膜片。首先,基于柔度矩阵法对柔性膜片的轴向与径向柔度进行建模;其次,基于柔性膜片的结构参数对其轴向和径向柔度进行参数化分析;接着,以高轴向柔度、高轴向/径向柔度比和低应力为目标,建立了优化设计模型,并对其进行优化,优化结果表明轴向柔度优化率为233%,轴向/径向柔度比优化率为172%,最大应力优化率为32%。优化后柔性膜片的各目标性能都得到较大提升;最后,通过有限元分析与实验进行验证。有限元分析与实验结果相对于理论分析的相对误差分别为6.7%和7.8%。理论分析与优化方法为柔性膜片提供了一个简单有效的设计思路。     

连续退火薄板带屈曲起皱行为的试验研究

为了研究薄板带材在连续退火过程中屈曲起皱规律,采用非接触式网格应变仪作为薄板起皱高度测量设备,设计了不均匀拉伸试验。试验可以准确获得试样中心起皱高度与拉伸时间、拉伸载荷的对应曲线,并可观测到试样在拉伸过程中的起皱行为及其发展过程。通过对比发现,夹持端形状为梯形的试样达到临界起皱状态所需的拉伸载荷低,且在夹持端不易产生应力集中,比夹持端为矩形的试样更适合用于测试塑性差的材料。通过试验发现,试样的长度和厚度对带材屈曲临界载荷和起皱临界载荷有十分重要的影响,当试样长宽相等且厚度较薄时,带材更容易起皱。     

精密加工中零重力垂直运动机构的设计与性能检测

精密加工中垂直运动机构的重力载荷会影响其定位性能,通常情况下采用平衡配重装置或流体缸来进行重力补偿。基于传统的重力补偿原理提出一种新型零重力垂直运动机构,应用于精密加工过程中。该机构采用直线电机直接驱动的方式、磁轭和滚动导轨支撑移动平台和平衡配重装置。由于受干扰的运动部件惯性增加一倍,该机构能有效地减小加工干扰力的影响。装置性能测试结果表明,该机构为移动平台的垂直运动提供了优越的驱动特性。     

铝铸件柱形壳结构屈曲载荷的计算与分析

首先根据不考虑结构初始缺陷的非线性前屈曲理论，介绍了光筒柱形壳结构屈曲载荷的理论计算公式；并通过对光筒柱形壳的理论计算与有限元分析比较，检验了采用有限元法分析柱形壳结构临界载荷的合理模型；然后通过对铝铸件柱形壳网格结构屈曲载荷的有限元分析，研究了加强筋网格尺寸、蒙皮厚度等对柱形壳网格结构屈曲载荷的影响。     

平面LED焊线机xy平台的结构优化与性能测试

运用Solid Works对焊线机xy精密定位平台进行建模,运用Workbench有限元分析软件完成该焊线机xy精密定位平台关键部件静态、模态分析。根据有限元分析结果,对焊线机xy精密定位平台机械结构进行优化设计和创新设计,以寻求使整个xy精密定位平台动、静态性能和稳定性能提高,误差减小的新方案。对焊线机优化的xy精密定位平台控制系统进行研究并进行性能测试对比分析,试验结果证明该优化分析方法的正确性。     

Ti55钛合金整体壁板电脉冲辅助压弯成形失稳研究

高温钛合金网格筋壁板相较于传统的铝合金筋壁板结构效率更高,但是室温下钛合金整体壁板难以成形。利用电流电致塑性效应和焦耳热效应能有效降低成形载荷、提高成形极限,并且能有效避免钛合金在加热中被严重氧化。本研究建立了Ti55整体壁板电脉冲辅助压弯成形的电-热-力耦合有限元模型,并对不同成形工艺参数和壁板几何参数进行模拟。结果表明:在壁板两端施加8 A/mm~2电流密度时,压弯成形温度区间比较合适。整体壁板随着筋条高度的增加,失稳屈曲程度越来越大,筋条失稳时所需的临界载荷越小,筋条的稳定性越差。腹板厚度主要影响筋条的温度从而影响筋条的失稳情况。整体壁板纵向筋条间距增大,筋条稳定性越差,筋条失稳屈曲也越严重。     

基于冲击屈曲能量准则的磁脉冲缩径塑性失稳判据

磁脉冲成形是利用磁压力对金属坯料进行塑性加工的高能、高速率加工方法,与常规成形工艺相比有诸多优点,为高强度、难成形材料开辟了新的成形加工途径。而瞬时近似正弦衰减的脉冲磁压力和不均匀起皱变形,使圆管磁脉冲缩径压缩失稳判据研究非常棘手。文章选择王仁提出的冲击屈曲能量准则进行此塑性屈曲判据研究。首先,应用该能量准则确定冲击载荷作用下圆管产生塑性屈曲的临界冲击能量;然后,通过使临界冲击能量与磁压力脉冲第一波对工件变形和运动做功相等,建立圆管产生径向塑性压缩失稳的临界判据。研究表明,产生径向屈曲塑性变形的临界放电电压随径厚比增加而提高,其试验值与判据确定的理论值吻合较好。应用该判据能够预测使圆管产生失稳屈曲的临界放电电压(能量),使均匀径向塑性变形的定量分析成为可能。     

轴向载荷作用下H形悬臂梁稳定性能研究

受压的H形截面梁或柱是机械设备中普遍采用的结构构件,对其承载力的准确预测有重要的意义。本文采用解析法和有限元分析方法,分别计算了屈曲临界载荷和考虑初始缺陷的后屈曲承载力。通过分析得出主要结论:第一,考虑初始缺陷的后屈曲分析结果比较接近实际情况,与不考虑初始缺陷的临界载荷相比更接近规范计算值。第二,适用于欧拉公式的细长压杆屈曲后强度不会提高,因此屈曲后强度不能提供安全储备。第三,有限元解与规范计算值的差别是由于规范值考虑了安全系数。本文得出的结论可供机械工程设计人员参考。     

EROWA柔性工装在惯性平台制造中的设计与应用

EROWA柔性工装因其高柔性、高精度、高效率等特点在装夹方面拥有突出优势。惯性平台关键结构件因其高精度、弱刚性、微型化、结构复杂等特点对精密制造技术提出了更高的要求。基于柔性工装技术,阐述EROWA柔性工装在惯性平台制造过程中的设计与应用。该技术在装备的变批量生产过程中具有重要意义。     

双金属衬里复合管内衬弹塑性失稳有限元分析

采用数值模拟的方法建立了含初始缺陷的受限衬管失稳力学模型，重点研究了受限衬管的临界失稳载荷和后屈曲构型之间的相互作用行为，并讨论了临界失稳载荷的缺陷敏感性，最后通过试验验证了仿真结果的计算精度。结果表明，相对于衬管半径1%幅度的内衬不圆度缺陷会使内衬的临界失稳载荷下降约65%;在相同的初始椭圆度缺陷δ₀前提下，随着内衬径厚比的增大，其临界失稳载荷不断减小；复合管内衬临界失稳载荷的有限元计算结果与试验结果的相对误差为1.82%。建立的平面应变有限元力学模型不仅可以准确求解出受限内衬的临界失稳载荷，还能够大量节约试验成本。     

考虑柔性构件的含间隙机构动力学分析

机构正在向精密、轻质、高负载方向发展,研究构件柔性程度及铰接间隙对机构整体性能的影响,已成为急需解决的问题。文章建立了间隙与柔性构件的耦合动力学模型。首先,基于牛顿-欧拉法,将间隙四连杆机构矢量化;接着,利用离散化方法将连杆柔性化,最后,采用ADAMS进行仿真,并搭建实验平台验证模型正确性。结果显示:仿真与实验结果一致。基于间隙的刚性和柔性连杆模型的结果对比可知,间隙引起运动副相邻两构件碰撞,刚性连杆两端的碰撞力比柔性连杆的显著增大、变化频率显著增加,也确定不同面积的连杆与机构轻量化较强的关联性。