基于模态联合仿真寻优法的机床刀具结合部参数辨识方法

为保证机床加工时的切削稳定性,获得准确的稳定性叶瓣图（切削速度-切削深度关系图）,需要得到机床刀具刀尖点的频率响应函数（FRF）。刀尖在加工时处于旋转状态,无法通过粘贴式传感器直接获取其频率响应函数。针对这一问题,提出了通过准确辨识刀柄结合部间动力学参数来预测刀尖频响。为实现刀柄结合部的动态参数识别,提出了基于模态分析理论的联合仿真寻优法的辨识方法。该方法通过均布弹簧-阻尼单元模拟结合部接触特性,以模态实验测得前2阶模态固有频率及其对应的振幅为目标约束,以结合部间的刚度和阻尼为变量进行有限元分析,采用最小二乘法构建二者的多目标优化函数,并在MATLAB-ANSYS集成环境下建立非线性规划函数寻优任务实现结合部动力学参数的辨识。为了提高辨识效率减少调用有限元分析的次数,采用了样本点构造的方法;为了避免因采样点选取不合理而造成计算量增加,采用了采样区间归一化的处理方式。最后,将优化识别结果通过弹簧单元指令代入有限元模型进行谐响应分析来预测刀尖FRF,对比有限元仿真与模态试验对应测点的频响数据。结果表明,二者的频率响应函数曲线拟合度较高,且前2阶的固有频率误差分别仅为0和0.04%。验证了该方法的可行性,为进一步获得稳定叶瓣图提供支持。     

基于频响函数的主轴-刀柄结合部参数辨识方法

主轴-刀柄结合部是主轴系统中的薄弱环节,直接影响机床的加工效率与工件表面质量,主轴-刀柄结合部的特征参数是评价主轴-刀柄系统连接性能的关键环节.基于频响函数的子结构耦合法是辨识主轴-刀柄结合部特征参数的有效辨识方法,以BT40型主轴-刀柄系统为研究对象,进行结合部特征参数的识别,采用最小二乘法对辨识模型进行求解,获得了不同拉刀力下刀柄-主轴结合部上不同位置的刚度,并对辨识结果进行了验证,研究结果将为刀柄系统的优化设计提供理论依据.     

耦合板的导纳功率流

导纳功率流技术一般用于分析一维耦合梁结构或点耦合结构的振动响应和传输．将功率流技术用于相互垂直、一般连接、受横向点激励力作用的二维耦合薄板结构中,提出了耦合板的各子结构板的导纳功率流模型,将适用于单点耦合板的导纳函数进行了拓展,导出了输入到源极的弯曲波功率流表达式和传递到接收板的传递导纳功率流表达式．耦合板的共振模态响应可精确确定．     

耦合板的导纳功率流

导纳功率流技术一般用于分析一维耦合梁结构或点耦合结构的振动响应和传输 .将功率流技术用于相互垂直、一般连接、受横向点激励力作用的二维耦合薄板结构中 ,提出了耦合板的各子结构板的导纳功率流模型 ,将适用于单点耦合板的导纳函数进行了拓展 ,导出了输入到源极的弯曲波功率流表达式和传递到接收板的传递导纳功率流表达式 .耦合板的共振模态响应可精确确定 .     

轿车后纵梁制造误差的仿真与修正

首次提出利用三维扫描仪扫描后纵梁的点云,利用Geomagic Qualify软件对点云数据与CAD模型进行3D比较、2D比较、边界比较,检测出冲压件整体、边界、夹具点位置的误差,利用Ansys Workbench软件对后纵梁进行有限元分析和仿真,以夹紧点位移为边界条件,根据Qualify软件数据结果,将后纵梁压回标准状态。最后将压直后的结果与CAD模型对比,整体误差很小,证明调整量基本正确,以此调整实际夹具,修正有误差的后纵梁,获得了较好的效果.     

高速热收缩夹头刀具系统特性研究

针对德国OTTOBILZ公司研制的高速热收缩夹头刀具系统,基于有限元技术对高速热收缩夹头刀具系统在特定的使用条件下进行研究,给出有限元建模的条件;研究铣刀和刀柄在热装过程中由于过盈量不同,铣刀和刀柄间的接触应力变化规律;刀柄内孔孔径径向位移量的变化与铣刀载荷变化及安装时刀柄孔与铣刀过盈量的变化规律;铣刀转速与刀柄间的接触长度和接触应力的变化规律;铣刀速度与刀柄内孔孔径径向位移量的变化规律。结果表明:高速热收缩夹头刀具系统的刚度随铣削主轴刚度、刀具与夹头的接触长度、过盈量和铣刀转速的变化而变化。     

距离对板壳结构传递点导纳的影响

了解结构内部的功率流传递规律是研究复杂系统结构间功率流传递的基础。文中利用Hankel函数得到了平板和圆柱壳传递点导纳的有效计算公式，分析了低频、中频和高频3种情况下传递距离和平板、圆柱壳轴向传递导纳之间的关系，数值分析表明，距离对结构的传递导纳有显著影响，圆柱壳传递点导纳对距离的变化较为敏感。     

基于响应耦合子结构法的机床动力学特性分析

采用基于响应耦合子结构法(RCSA法)研究机床整个工作空间内刀具中心点(tool center point,TCP)的频率响应函数。首先,建立机床主轴和床身子结构的动力学模型,推导出子结构结合部的频率响应函数;再根据子结构结合部的变形协调关系及受力平衡条件,由RCSA法获得机床TCP的动力学特性;并以立式机床VDF850为算例,采用RCSA法计算主轴位于Z轴顶部位置时TCP的动柔度幅值频率响应,并与整机有限元法结果相比较。结果表明:两种方法的动柔度幅频响应变化趋势基本一致,验证了RCSA法的可行性;且RCSA法避免了整机有限元法的大规模矩阵特征方程求解,计算效率有所提高。     

子结构模态综合法下的涡轮叶盘模态分析

针对车用涡轮增压器的涡轮叶盘振动问题,基于子结构模态综合法中的固定界面法,建立涡轮叶盘有限元缩减模型。通过对涡轮叶盘进行模态分析,得到不同模态截断数下的模态分析结果;与整体模态对比分析,取与整体模态吻合最好的结果,并在此结果下进行不同转速下的模态分析,根据分析结果绘制Campbell图,找出涡轮叶盘产生共振的转速。结果表明,子结构模态综合法可较精确地获得整体模型的中低阶固有频率解,为涡轮叶盘的振动优化设计提供了依据。     

基于DEFORM-3D的小深孔钻削模拟研究

利用Pro/E三维软件建立了枪钻的三维模型,基于振动理论对钻头进行了模态分析,并根据固有频率选择出不同的钻削参数.采用大型有限元分析软件DEFORM-3D对枪钻钻削铝合金过程中刀具的刀尖棱线位移变化进行了三维数值模拟分析.仿真分析结果表明:为防止由于共振而导致的同轴度误差变大,根据固有频率选择钻削参数具有一定的意义,可以为深孔加工中防止孔轴线偏斜提供理论参考.     

非保守耦合结构间耦合损耗因子的计算

耦合损耗因子是表征耦合系统间能量传递特征的重要参数。本文应用统计能量分析理论,分析和研究了点和线非保守耦合平行板系统,给出了两种耦合情况下耦合损耗因子的计算公式。当耦合为保守情况时,公式可以简化,这些简化公式与[1]中计算同一类型保守耦合损耗因子的公式完全一致。已经进行了一系列实验验证,实验测量数据与理论计算结果吻合较好,其误差在3dB以内。     

二维声子晶体点缺陷间的耦合特性

以二维铝圆柱/空气正方格子声子晶体为研究对象,采用平面波法结合超元胞的方法研究了点缺陷问的耦合特性.结果表明,在(1 0)或(0 1)方向,两点缺陷因耦合将造成缺陷模的分离,分离宽度随两点缺陷距离的增加而减小,同时缺陷附近模场的分布也发生变化;在(1 1)方向因局域声子声场的迅速衰减而使局域声子间的耦合非常弱,即使缺陷间的距离非常小.局域声子的这些耦合特性在声方向滤波器、窄带声波导方面将有很大的应用价值.     

电子以集体方式作用的平板波导Cerenkov自由电子激光的模式分析

本文对电子以集体方式作用的平板波导的Ｃｅｒｅｕｋｏｖ自由电子激光的模式进行了数学分析，给出了在此情形下的增长率的一般表达式及其与β的关系图。     

基于两相双质点MPM的滑坡堵江灾害链生全过程分析

滑坡-堵江-堰塞湖灾害链是高山峡谷地区的典型地质灾害,其中滑坡堵江环节作为该灾害链的衔接过程,往往决定了后续灾害在时间、空间上的延拓规模,合理再现这一复杂流-固耦合过程对于灾害链风险评估至关重要。基于物质点法（MPM）模拟岩土材料非线性的优势,采用Drucker-Prager模型表征失稳运动的岩土体,引入人工状态方程表征水体流动过程,发展了岩土体（固相）与水体（液相）相互作用的两相双质点物质点法（TPDP-MPM）;通过模型试验尺度下滑坡体-水体相互作用过程的仿真分析,验证了TPDP-MPM处理岩土体、水体两相耦合的有效性。以此为基础,针对2011年湖北十堰市二荒村滑坡堵江（平渡河）灾害链,再现了灾害演化全过程,通过演化过程中的速度场与动能分析,认为二荒村滑坡堵江全过程可分为失稳启动、高速滑动、入江制动和堆积成坝4个阶段,揭示了滑坡体在失稳启动和高速滑动阶段的运移模式以及入水制动阶段水体对于滑坡堆积过程的影响规律。研究成果为滑坡堵江灾害链的全过程推演与风险评估提供了理论与方法。     

偶对潮流优化问题研究

在电力市场改革试点中,当前正处于日前交易开放前阶段,其日调度计划的优化不仅要处理常规约束等一般性问题,而且还具有明显的特殊性,既要保证完成各竞价电厂中长期合同交易分解到日的电能量,又要满足各竞价电厂日负荷率彼此相等,以体现调度上的公平。针对该问题,建立了日前交易开放前的日调度计划优化的模型,结合原-对偶内点法在处理大量常规不等式约束方面的优势,提出将时段偶对解耦方法与原一对偶内点法有机结合,前者处理特殊性问题,后者处理一般性问题,发挥各方法的特长,做到优势互补,使优化算法能比较贴切地适应该种日调度计划优化模型的特点和需要。数值算例表明,该方法具有简洁有效性。     

微带交叉耦合发卡式滤波器的设计

分析了发卡式谐振器的四种耦合结构的基本原理及其电磁耦合特性,详细介绍了利用发卡式谐振器之间距离与耦合系数的关系曲线来设计微带型发卡式滤波器的方法,并给出了发卡式滤波器的设计实例及full-wave EM仿真结果。     

高层建筑连梁设计方案选取与优化

考虑设计中常用的刚度折减,比较了几种比较实用的连梁方案如普通混凝土连梁、钢骨混凝土连梁、双连梁等的最大承载力、延性、施工方便性等,指出各种连梁的适用条件,保证其具有较好的延性和承载力;对于新型的双连梁方案,通过ETABS软件建立模型,对双连梁与普通连梁内力进行分析研究,证明其能较明显的降低连梁的内力,保证承载力满足要求.通过本文的分析,为高层建筑中能够选取合理连梁方案提供指导.     

有关可列个奇点的极限点附近函数取值情况的讨论

得出了可列个奇点的极限点 ,可列个本性奇点的极限点附近函数的取值情况也具有本性奇点的性质     

生物耦元及其耦联方式

生物耦元是对生物功能作出贡献的各种因素,是构成生物耦合的基本单元。不同耦元遵循不同耦联方式联合起来有效地实现生物的各种功能,耦元和耦联方式的多样性,必然展现生物耦合功能的多样性与复杂性。本文从仿生学角度分析了生物耦元的特性、类别及其主元与次主元的辨识,揭示了生物耦元的耦联方式,最后简述了生物耦元、耦联和生物耦合之间的关系。     

混合腔间耦合及其在大功率滤波器中的应用

该文在简要介绍微波谐振腔间耦合结构及其适用范围的基础上,集中讨论了一种用于大功率紧耦合谐振腔滤波器的混合腔间耦合结构。该结构由相邻腔间耦合窗和跨腔耦合环组成。经研究发现该结构能在紧耦合的指标下,减小耦合窗的尺寸同时提高单腔无载Q值;且在耦合窗固定情况下能在对通带特性影响较小的同时实现腔间耦合度的调整。研究结果对于大功率微波滤波器设计具有一定参考价值。