一种机床上下料机械手的动力学仿真

将平面3自由度串联机械手与数控机床进行一体化设计。根据工件输送带和机床三角卡盘的空间位置,规划机械手的运动路径。给定各段路径的运动时间,应用ADAMS软件对机械手上下料的一个完整周期进行动力学仿真,解算出大臂、小臂和抓手的转角、角速度和角加速度。在抓取最大质量工件时,对3个关节处所需的驱动力矩的动态过程进行了仿真。仿真结果表明:上下料机械手与机床集成化设计的方法正确,并为伺服电机的选型提供了完整的数据依据。     

轴承和结合面动力学对刀尖频响函数的影响分析

基于Timoshenko梁理论、传递矩阵法和动柔度耦合子结构分析技术(RCSA),提出了一种刀尖频响函数预测方法。由于避免了多段Timoshenko梁的模态分析和模态叠加带来的累积误差,该方法较模态叠加法具有更高的计算精度和效率。重点分析了主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数以及单个轴承动力学对刀尖频响函数的影响。研究结果表明:轴承动力学主要控制主轴-刀柄-刀具系统的刚体模态,主轴-刀柄结合面参数主要影响系统的第一阶弹性模态,刀柄-刀具结合面参数主要影响系统的第二阶弹性模态。研究结果为结合面参数辨识研究提供了理论基础和技术手段。     

结合面粗糙度对螺栓连接应力特性的影响

螺栓连接是机床装配的重要组成部分,其装配应力的均匀性是精密装配的重要保证。采用了一种基于应变测试的装配应力测试方法,研究了结合面粗糙度对单螺栓连接应力特性的影响规律。实验验证了通过试件侧面上的点进行应变测试能正确的反应出试件内部的应力特性。研究结果表明:随着结合面粗糙度的增大,在相同预紧力下,沿着螺栓方向的压缩应变增大。     

基于结合面特性的机床整机精度设计系统研究

阐述了基于结合面特性的机床整机精度设计系统结构以及4大关键模块,并利用VB开发工具实现了基于结合面特性的机床整机精度设计系统。利用该系统实现了机床结合面特性参数的分析与管理,并基于多体系统理论建立了三轴数控机床静态几何精度模型,可对机床在整个加工空间的几何误差进行预估并对误差源进行敏感性分析;同时集成ANSYS软件,基于结合面特性可对机床整机动态性能进行分析。另外,通过有效管理机床设计过程中的设计经验以及动静态精度分析的知识,将有效地支持机床设计。     

Co对MlNi4.3-xCoxAl0.7贮氢电极动力学性能的影响

详细研究了Ｃｏ 对ＭｌＮｉ４ ．３ － ｘＣｏｘＡｌ０ ．７（ ｘ ＝ ０ , ０ ．３ , ０ ．５ ,０ ．７ ,０ ．９ ,１ ．１ ,１ ．３） 贮氢电极的动力学特性的影响; 研究的动力学参数包括高倍率放电特性ＨＲＤ、交换电流密度Ｊ０ 、极限电流密度ＪＬ、对称因子β以及氢在α相中的扩散系数Ｄα。实验结果表明： 随着ＭｌＮｉ４ ．３ － ｘＣｏｘＡｌ０ ．７ 贮氢电极中Ｃｏ 含量的增大, 合金的高倍率放电能力迅速减小, 交换电流密度Ｊ０ , 极限电流密度ＪＬ, 对称因子β以及氢在α相中扩散系数Ｄα显著降低     

不同热处理条件下富铜相对机床导轨钢组织与性能的影响

研究了不同热处理条件下富铜相对低碳高铜机床导轨钢组织与性能的影响,分析了富铜相的产生过程和原理。结果表明,富铜相的强化作用在500℃回火热处理后达到最大,此时的硬度值可以达到350 HV。     

驱动参数对串联和并联压电微泵特性影响比较研究

无阀压电微泵在微流体驱动及芯片上的实验室等方面有着广泛的应用。为了比较串联、并联无阀压电微泵性能差异,采用玻璃湿法腐蚀工艺,以玻璃为基体,制造出含有串联、并联腔体结构压电微泵,并采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对微泵进行封装,两种微泵泵腔和扩张/收缩微流道尺寸相同。设计出不同驱动信号波形、电压、相位、占空比和对称性组合,并将不同驱动方式组合应用于两种微泵的流量和压力性能测试。结果显示:驱动条件对两种微泵性能有较大影响;两种微泵的流量和压力随着驱动电压升高均呈现增大趋势;三角波驱动条件下两种微泵性能优于正弦波和方波驱动;驱动波形相位、占空比和对称性对串联微泵性能的影响较并联微泵大。试验同时得出:P1和P2两个腔体在正弦-正弦信号组合驱动下,串联微泵的流量和压力值在相位差为±180°时达到最大;并联微泵则在相位差为0°时达到最大,与并联和串联微泵结构及工作原理相一致;所有驱动条件组合下,并联微泵性能优于串联微泵。试验测得并联微泵的最大流量和压力分别为173μL/min和490.8 Pa,串联微泵的最大流量和压力分别为83.1μL/min和190.3 Pa。     

焊接热效应对结构动力学性能影响的非线性分析

提出焊接热效应影响结构动力学性能,进行了理论推导并数值求解验证.从具有初始应力与应变的本构关系出发,应用虚功原理,理论推导出考虑焊接热效应的焊缝有限元单元刚度矩阵.进一步考虑结构的几何非线性和应力刚化效应影响,构建了模态非线性计算的特征方程.以船体舱段为研究对象,采用有限元模态分析方法,提取其在不同焊接热效应水平作用下的模态,发现焊接残余应力的存在不仅改变结构一阶固有频率,而且极有可能使一阶固有频率接近波浪频率.结果表明,结构潜在的焊接热效应对结构动力学性能影响不容忽视.     

BaO对低温陶瓷结合剂性能与结构的影响

在R2O-B2O3-Al2O3-SiO2体系基础结合剂中引入氧化钡(BaO),制备出低温陶瓷结合剂。使用DTA、差热膨胀仪、金相显微镜等检测手段和仪器,研究了BaO的加入量对陶瓷结合剂性能及结构的影响。结果表明:随BaO质量分数的增加,结合剂的热膨胀系数增大,而流动性和力学性能则先增大后减小。当BaO质量分数为2%时,低温陶瓷结合剂具有最佳的力学性能,其最大抗弯强度78.75 MPa,显微硬度达896.84 MPa,比未加BaO时分别提高了约1.61%和12%。冲击韧性3.60 kJ/m2,磨耗比1∶3.17。     

Co对MlNi4.3-xCoxAl0.7贮氢电极动力学性能的影响

详细研究了Co对MlNi4.3-xCo     

A Study on the Drive at Center of Gravity (DCG) Feed Principle and Its Application for Development of High Performance Machine Tool Systems

For high performance machining, it is essential to minimize the vibration of a machine tool, which is incurred due to the instantaneous acceleration/deceleration. To minimize this vibration, it is fundamentally ideal to apply the driving force at the most shock-insensitive position of the moving structure: the center of gravity. Aiming at developing unparalleled high-performance machine tool systems, the effectiveness of the Drive at the Center of Gravity (DCG) principle on vibration reduction has been studied thoroughly by analytical and experimental approaches. Based on the results obtained, a new design of the high-performance machine tools has been discussed with a special focus on the installation of DCG mechanism without sacrificing any advantages already obtained in the recent basic design rules. The paper also describes the comparative study between a machine tool based on the DCG principle and the one with a conventional driving configuration. The results obtained have shown a distinctive performance difference in machining stability.     

基于结合面参数的机床整机有限元建模与分析

基于结合面参数,利用ANSYS建立了AV1200-2五坐标立式铣床整机有限元模型。通过模态试验与有限元计算结果对比分析,验证了文中建模方法的正确性。最后,结合有限元与试验模态分析的结果,初步识别了整机结构的薄弱结合面及薄弱结构,并提出了相应的修改建议。     

机床运转状态下相对激振的动态性能研究

阐述了在机床运转状态下进行相对激振试验的方法及其原理,并利用此方法测定了K360A数控车床的动态特性,分析了机床的薄弱模态及其对机床性能的影响。同时,通过机床运转和静止两种不同状态下试验结果的对比分析,得出旋转状态下的动态测试能更准确地揭示影响机床加工性能的动力学本质。     

相似实验方法对机床立柱动力学的研究

以立式加工中心立柱动力学性能为研究对象,采用相似模型的实验方法,以立柱具有的物理现象为研究内容,推导立柱相似模型遵守的相似法则,确定相似模型研究的各物理量的相似比,完成相似模型的结构设计,进行原模型的模态性能预测,实验结果显示误差小于10％的有70％,误差小于5％的有50％.结果表明大型复杂设备在设计阶段采用相似模型设计方法是经济可行的.     

高速精密数控立式加工中心整机静动态特性分析

利用Pro/E强大的三维建模功能建立立式加工中心整机数学模型;采用有限元分析的基本方法和理论对整机进行静动态特性分析,根据静态计算结果和振型图找出结合部薄弱环节并对整机的动态特性做出评价;用专门的实验设备得出机床整机的静态和模态数据,来验证分析结果的正确性,为以后类似机床整机模型的有限元分析和无样机条件下的机床虚拟设计提供参考。     

基于ANSYS/WORKBENCH的机床动态性能分析及改进

基于Pro/E与ANSYS/WORKBENCH协同仿真及优化的解决方案,建立了某精密卧式加工中心立柱结构的有限元分析模型。以提高其模态频率为目标,进行了结构型式及尺寸参数的优化设计。在考虑结合面单元特性的整机模型中验证优化效果,结果表明:在降低加工中心质量的同时提高了整机结构动刚度。优化设计方法及结果为机床设计提供了重要依据。     

结构参数对直动式溢流阀动态性能影响研究

给出直动式溢流阀结构简图及工作原理,建立其流量连续性方程和阀芯动态力平衡方程,结合数学模型基于AMESim仿真软件建立其动态仿真模型,系统研究结构参数对其动态性能的影响规律。仿真结果表明:阀芯质量增大,超调略有增大,动态压力稳定时间延长;弹簧刚度增大,超调减小,稳定压力增大,阀芯位移变化不大;阀芯阻尼增大,压力超调增大,稳定时间延长;阀座直径减小,压力超调减小,稳定压力增大,阀芯位移增大;阶跃流量增大,压力超调增大,稳定压力增大。     

可重构轮辋加工机床的研制及动态特性分析

针对轮辋产品在材质、规格、编网参数、窝孔尺寸及窝孔组数等方面的系列化,综合应用调整、更换、集成、创新等重构策略,成功研制了可快速而经济地响应市场变化的可重构轮辋加工机床.对压窝冲孔工作头建立了流固耦合有限元模型和动力学方程,进行了作业工况下动态特性研究,得到了动态特性前十阶固有频率、固有振型及各节点的振动幅值谱,为系统动态性能优化提供了理论依据.该可重构机床的正常生产及其产品质量的稳定,进一步验证了可重构策略的可行性.     

热型连铸工艺参数对液固界面形状位置特性影响的仿真

根据热型连铸过程的原理与传热特点，建立了热型连铸过程的物理、数学模型，通过数值计算仿真研究，考察了冷却距离、牵引速度以及铸型内壁温度，对热型连铸过程中液固界面位置，及其界面形状因子的影响。获得了各工艺参数的最佳分布范围，以及在最佳参数组合状态下的液固界面的特性数据，明确了各工艺参数对液固界面特性的影响强弱程度，并通过实际生产实践进行了验证。     

液压冲击对机床液压系统的影响及其对策研究

本文介绍了液压力冲击对机床液压系统的影响及消除液压冲击的措施，以及在实践中的应用实例。