基于隐Markov模型的重型数控机床健康状态评估

为了辅助重型数控机床的综合健康状态评估,从性能劣化角度出发,建立基于多性能参数多观测序列的隐Markov健康状态评估模型,改进了以往基于单性能参数的隐Markov模型不能准确描述机床健康状态的问题.针对隐Markov模型的参数初始化难题,通过K-means方法进行参数聚类分析,使初始化参数趋向于全局最优解;由于单性能参数不能完全描述机床状态的隐含信息,提出一种基于多性能参数多观测序列值的隐Markov模型训练算法.通过某重型数控机床滚珠丝杠的健康状态评估实例,获取了滚珠丝杠的健康状态变化趋势,验证了方法的可行性和有效性.     

国内重型数控机床的现状及发展趋势

重型数控机床是能源、交通等行业超重、超大零部件的工作母机,制约着这些行业的发展。结合国内重型数控机床设计与制造的挑战,以数控七轴五联动螺旋桨加工重型车铣复合机床CKX5680为例,介绍了重型数控机床的技术突破与创新;介绍了已投入使用的多型国产重型数控机床及其使用中遇到的问题;对重型数控机床的发展趋势进行了展望。     

基于线性回归理论的数控机床精度检测研究

数控机床精度检测对工业化生产具有一定影响,传统的数控机床精度检测方法通用性较差,且适用范围具有较大的限制性,检测结果存在较大误差。提出基于线性回归理论的数控机床精度检测方法设计。首先,获取数控机床各个部件之间的连接关系,构建精度检测模型;其次,根据数控机床几何误差大小变化,计算误差函数表达式;最后,结合线性回归理论,实现数控机床空间几何误差的精度检测。实验证明,此种精度检测方法的空间误差平均值较稳定,检测结果与实际空间误差之间的偏差较小,有效提高了数控机床的检测精度。     

基于灰色系统理论的数控机床可靠性预计研究

数控装备的高水平和复杂化,使机床在运转和使用过程中发生整机故障或初始性能失效的机会也明显增多.为了预计数控机床的可靠性,建立了基于灰色系统理论的可靠性预计模型,对数控系统开发过程及现场使用的可靠性水平的评定拓宽了思路.并用MATLAB软件对所建立的模型进行了实际故障数据验证.通过MATLAB软件进行仿真验证,结果表明,此方案准确有效,不仅可以节省大量时间和资源,更可以提供有效信息,为数控机床的设计决策提供依据.     

基于惯性半径相似岸桥模型的地震试验

岸桥结构进行缩尺模型设计时,各构件(梁)的几何尺寸可由原形的尺寸按相似比推导出来,梁截面厚度却不能和长度按同一比尺缩小,导致梁截面尺寸不能完全相似。笔者采用截面惯性半径相似的方法控制抗弯刚度设计梁截面尺寸。以该方法为参考制作了一台岸桥缩尺模型并进行地震试验,缩尺模型试验测量值与数值计算结果接近,结构各考察点加速度、应变出现极值的大小以及所对应的时间都比较接近。该缩尺模型能替代完全相似模型,所得试验值能近似反映实际结构在地震中的动态响应,验证了截面惯性半径相似模型设计方法的可行性,为工程中大型钢结构缩尺模型的设计及后续的地震试验研究提供了参考。     

重型数控机床模块编码系统的研究

从模块化设计的方法出发，提出了重型数控机床的编码系统，介绍了制定的基本原则和编码结构，并结合重型数控镗床介绍了编码的具体应用。     

包装防护有效载荷跌落位移响应相似准则研究

通过模型的相似设计及其试验验证,可以以较小试验规模、较短的试验周期获得原型产品是否可行的结论,该方法的前提是要获得特定产品模型相似设计的准则。以抗事故包装箱为工程背景,探索建立其防护有效载荷在跌落条件下位移响应相似性的充分必要条件。将包装箱系统简化为二维动力学模型,建立跌落冲击过程多自由度运动微分方程,通过对微分方程的解耦,获得有效载荷跌落过程的位移解析解。通过对有效载荷的位移响应的量纲分析,推导出了3个相似准数。对模型和原型的有效载荷位移响应进行了等效性评价。结果表明,基于相似准数转换,模型响应与原型响应存在明显的相似性,模型很好地反应了原型产品的响应。为模拟抗事故包装箱原型的模型设计方法提供了依据。     

基于ADAMS的重型数控机床进给系统仿真

文中利用经典控制理论对重型数控机床进给系统建立数学模型,并采用动力学仿真软件-ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)对模型进行仿真.在此基础之上比较了进给系统发生爬行现象和正常运行时的仿真结果.     

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

基于相似理论的列车制动摩擦副缩比模型研究

基于相似理论设计列车制动缩比摩擦副,利用有限元软件ADINA,在制动速度100 km/h、制动压力1.1 MPa工况下,对1∶1制动盘和缩比制动盘的三维瞬态温度场与应力场分布情况进行模拟分析,进而探讨二者的等效性。结果表明:缩比制动盘与1∶1制动盘温度场与应力场分布的模拟结果基本一致,缩比制动盘的峰值温度为203.9℃,较1∶1制动盘低22.4℃;缩比制动盘的峰值应力为308 MPa,较1∶1制动盘低48.7 MPa;且同工况下缩比模型的试验数据与1∶1制动盘模拟结果基本吻合,二者制动时间相差1 s,峰值温度相差26.9℃,验证了缩比模型的合理性。     

重型数控机床滑枕部件可靠性试验台的设计

重型数控机床是国家制造业发展的基础,而重型数控机床的可靠性水平则是反映机床先进水平的重要标志之一。TK6920型数控落地镗铣床是一款比较典型的重型数控机床,针对此款机床的滑枕部件进行了受力分析,依照模拟滑枕受力的原则设计了一款可靠性试验台,并设计了配套使用的模拟刀具,最后为此款试验台设计了一套液压系统,并对液压系统做出了相关仿真分析。     

动态大位移大转角大变形弹塑性相似结构的相似比

将试验研究中使用十分普遍的相似原理引入强非线性相似结构动态响应分析,导出了复杂结构动态响应分析的相似比,为复杂结构的参数化设计及开展复杂结构动态响应主动控制研究,奠定了新的基础     

基于相似理论的叶片倾斜布置螺旋滚筒装煤性能的研究

在分析比较理论解析法和计算机模拟法的基础上,用相似理论确定影响采煤机螺旋滚筒装煤这一复杂现象的基本物理量,采用矩阵转换法,推导出模型实验的相似准则,确定滚筒模拟装煤的实验参数,利用Pro/E软件对滚筒进行三维实体建模,实现零部件的装配并分析了各零件的干涉情况,应用正交实验的方法对滚筒的装煤效率进行测定.通过对测实结果的分析,得出牵引速度、叶片倾斜角度和滚筒转数三因素对装煤性能影响的程度和它们的最佳组合,使试验结果便于推广到原型.     

国内外重型数控机床的技术对比与发展

2010年第2期上本刊约请方雄文从宏观上分析了我国大、重型机床发展过热的原因及其走势。本期,我们邀请从事重型机床技术情报工作的专家杨丽敏继续从技术角度评述国内外重型机床的技术与发展。     

基于相似理论的高空作业车变幅机构优化设计

对高空作业车主臂变幅机构进行运动及受力分析,选择已有车型为原型,基于相似理论建立相似优化设计的数学模型,完成模型变幅机构的设计。对所得相似模型进行相似性分析并与缩尺模型对比,验证了相似优化设计方法的可行性和优越性,为新产品的快速设计提供一种新途径。     

数控机床进给系统仿真研究

进给系统是整个数控装置的重要组成部分,建立进给系统各组成部分的传递函数,并利用Simulink建立了进给系统三环结构的仿真模型。在研究P-I控制器和I-P控制器的结构基础上,对基于该2种控制器的进给系统模型进行仿真比较和验证。     

大长细比伸缩臂的非线性位移相似关系研究

为了加强伸缩臂设计方面的继承性,实现系列化设计.先分析了大长细比伸缩臂的受力情况,将臂架分别落到变幅平面和回转平面内研究,在变幅平面内把伸缩臂简化成一个变截面外伸梁模型,在回转平面内简化成一个变截面悬臂梁模型.并依据大位移理论描述其位移,结合方程分析法推导伸缩臂各项参数的相似比约束关系式,以量纲分析法推导的相似准则作为...     

基于相似理论的虚拟样机有效性的研究

从相似理论的角度，剖析了虚拟样机技术，认为在虚拟样机建模中存在着大量的相似问题；以相似理论为基础对虚拟样机可信度判定进行了深入研究，对虚拟样机和实际系统相似要素和两系统相似程度进行了量化，给出了系统相似度及相关的计算公式，并以立式行星磨虚拟样机为例，验证了上述方法的正确性。     

重型数控机床热误差建模及预测方法的研究

重型数控机床的热误差已经成为影响其加工精度的一个关键问题。针对一台典型的重型落地铣镗床,以机床热误差测量试验为依据,分析该类机床温度场的特点;据此提出一种旨在完成高效温度测点优化的改进系统聚类方法,该方法使用一种兼顾欧氏距离和相关系数的系统聚类准则,可以有效地降低优化后温度测点之间的共线性。基于优化后的温度测点,利用多元线性回归分析,构建了机床的热误差预测模型。现场试验数据表明,该方法可以将热误差预测的均方根误差降低到10μm以下,相较于其他方法有着更高的热误差预测精度,有望在其他重型数控机床的热误差建模和预测研究中得到更大的推广应用。     

氯离子在混凝土中扩散过程的相似理论研究

运用相似理论推导了氯离子在混凝土中扩散过程的相似准则,进行了氯离子在混凝土中扩散过程的相似模型设计。并通过加速实验,建立了氯离子在混凝土中扩散过程的准则方程。