一种涡旋面轮廓度误差高精度评定算法的研究

为评定涡旋压缩机涡旋齿面轮廓度误差,提出了采用一种基于最小二乘法的逼近优化算法对涡旋面轮廓检测数据进行计算,并将计算结果与德国Zeiss公司UMC 550S型三坐标测量机的计算结果进行比较.最小二乘逼近优化算法与三坐标测量机的计算结果曲线重合度达99％以上,且精度均可达0.0001mm.结果表明了该算法的正确性和实用性,对涡旋面轮廓度误差进行高精度评定具有参考意义.     

驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机气体力的分析

使用涡旋型线始端展角和终端展角几何参数,对驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机的吸气容积、排气容积、压缩比建立了计算公式;对作用于双涡旋齿动涡盘的气体力建立了分析模型;并通过计算与传统的双涡旋齿气体力进行了比较。结果表明,驱动轴承内嵌式双涡旋齿涡旋压缩机相对于传统的双涡旋齿涡旋压缩机,切向、轴向和径向气体力均减小,输气量更大,运行更平稳。     

基于点集拓扑学涡旋曲面轮廓度误差评定

对自由曲面的轮廓度误差进行评定是精密测量中的一个难点。在涡旋压缩机制造过程中,检测方面亟待解决涡旋齿曲面轮廓度误差评定问题。点集拓扑学运用于曲面轮廓的表述,具有原理清晰、数据处理简洁的特点,据此建立曲面轮廓度评定数学模型,结合涡旋齿曲面型线特征的分析,通过从空间坐标系的建立、点到曲面距离的计算、曲面平动与旋转等方面构建适用于涡旋齿曲面的最小二乘轮廓度误差评定算法。实例研究中,采用德国卡尔蔡司三坐标UMC550采集的点位数据应用到评定算法中计算轮廓度值,实验验证了基于点集拓扑原理构建涡旋曲面轮廓度误差评定模型算法的有效性及高精度,为自主开发涡旋型线检测专机中涡旋轮廓度评定软件提出了一种解决办法,具有较高的应用参考价值。     

基于workbench平台的涡旋压缩机涡旋齿瞬态流固耦合分析

在workbench平台下提出一种涡旋压缩机流场气体力对涡旋齿边界受力变形影响的瞬态流固耦合计算方法,建立了涡旋压缩机三维流场模型,采用RNG k-ε湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布,流场压力分布沿齿高方向不均匀,曲轴转角90°时涡旋齿内外侧压差在齿头处最大。将流场边界压力载荷加载到涡旋齿边界上,得到任意曲轴转角下的涡旋齿的受力和变形分布,分析了流场变化对涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律,此压力载荷施加方法与实际工作状态更接近,计算结果更贴近实际情况。     

受均匀内压作用涡旋齿根等效应力简化计算

提出受均匀内压作用的涡旋齿根等效应力的简化计算方案,对所建立的72个涡旋体有限元模型施加端面固定约束和不同内压进行模拟,由模拟结果分析,并经规划得到了简化计算公式.研究表明:不同参数的涡旋齿根等效应力分布规律基本相同,随展角呈指数分布,与涡旋齿高和内压呈线性关系.涡旋齿末段对应展角大约为π/2的部分与其余部分应力分布差别明显,与末段大约涡旋齿理论初始展角α对应的部分应力变化急剧.在不考虑涡旋齿根部应力集中的情况下,涡旋齿根等效应力可进行分段简化计算.大量实例证明:除末段α部分外,简化计算的结果与有限元模拟结果误差较小,最大误差不超过5%.     

π展角区域内压作用涡旋齿齿根疲劳强度简化计算

确定了涡旋齿齿根疲劳强度计算准则,对π展角区域内压作用下的涡旋齿齿根进行有限元模拟并拟合得到齿根等效应力的简化计算公式。考虑涡旋齿齿根综合应力集中,计算了涡旋齿齿根弯曲疲劳强度计算安全系数和最小计算安全系数,分析了涡旋齿齿根疲劳强度。计算实例表明了齿根应力的简化计算结果与有限元模拟结果吻合较好。研究结果表明,要提高涡旋齿齿根疲劳强度,需要合理匹配涡旋齿的基本参数和涡旋齿的材料,涡旋齿的有效圈数也不能过多。     

基于流场分析的变截面涡旋齿的强度分析

为了研究涡旋压缩机在多场载荷耦合作用下变截面涡旋齿的变形和应力分布,基于动网格技术,利用Fluent软件对涡旋压缩机工作过程进行流场模拟,将温度场和压力场分析结果直接导入ANSYS软件中,利用间接耦合的方法对动涡旋齿和动、静涡旋齿装配后在单场及多场耦合作用下强度进行分析。结果表明:温度场对涡旋齿变形影响较大,耦合场下的变形并不是各场单独作用下变形之和;装配后涡旋盘的安装间隙对涡旋齿的变形存在干涉,单独分析动涡旋齿时的变形大于装配后的变形;根据应力分布分析,最大值出现在涡旋齿壁厚较大的位置,说明该组合型线涡旋齿具有较强的抗变形能力,可为判断涡旋型线优劣和研究涡旋压缩机间隙与泄漏提供理论基础。     

计及气体力的新能源涡旋压缩机型线齿头修正优化

针对涡旋型线齿头修正最优参数难以确定的问题，综合考虑齿头修正对基元腔气体力与齿头强度的影响，推导双圆弧加直线修正方法几何模型，建立双圆弧加直线修正方法参数化模型，解析涡旋齿头修正后压缩机气体力、齿头修正面积计算公式，研究了各修正参数对气体力与涡旋齿头修正面积的影响规律。以气体力峰峰值、涡旋齿修正面积为优化目标，齿头修正参数为设计变量，基于多目标遗传优化算法对修正参数进行优化设计。涡旋齿头面积基本不变的情况下，径向、切向气体力峰峰值下降最大达到22.61%，研究结果可为修正涡旋齿气体力解析计算、齿头修正最优参数选取提供理论依据。     

基于粒子群算法的涡旋齿结构设计

轻量化设计是涡旋机械设计的一个重要趋势,涡旋齿重量对涡旋机械运行的动力性能有着重要的影响.行程容积是涡旋式机械的一个基本参数,由涡旋齿结构参数确定.在满足行程容积的前提下,减小涡旋齿的重量是涡旋式机械设计中的一个重要问题.建立了涡旋式机械行程容积的数学模型,采用粒子群算法优化了涡旋齿的结构参数.计算结果表明,粒子群算法...     

涡旋压缩机单向流固耦合方法与涡旋齿变形分析

提出一种涡旋压缩机气体流场对固体边界受力变形影响的单向流固耦合计算方法,建立了考虑泄漏间隙的带有齿头修正的渐变啮合间隙变壁厚的涡旋压缩机三维几何模型,采用LES湍流模型对其工作过程进行模拟从而得到流场分布,其压力分布沿Z方向不均匀,压差在涡旋型线展角492°处最大。将压力场载荷直接加载到固体边界上,得到任意工作状态下的涡旋齿受力和变形规律,分析了流场变化对固体边界涡旋齿受力、变形的影响。得到了涡旋齿的受力和变形规律,沿涡旋齿型线展角500°处变形最大与压力差分布相符。该压力载荷加载方式更加连续,更接近于实际工作状态,计算结果更为准确。     

基于de Boor算法的NURBS曲线插补和自适应速度控制研究

以NURBS曲线deBoor递推插补算法为基础，针对NURBS曲线速度处理的特殊性，建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型，该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以deBoor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速度进行实时监控，分析了误差产生的原因并进行了相应的速度控制；以插补前直线加减速为例引入NURBS反向插补的概念，解决了NURBS曲线减速区长度计算问题。实验结果表明，该模型满足实际的NURBS曲线插补的需要。     

板形模式识别的多输出最小二乘支持向量回归机新方法

为了克服最小二乘支持向量回归机(LS-SVR)算法不能直接应用于多输入多输出(MIMO)系统建模的缺点,通过在目标函数中加入样本绝对误差项,提出了一种多输出最小二乘支持向量回归机(MLSSVR)新算法。将MLSSVR算法应用于板形模式识别研究,提出了一种基于MLSSVR的板形模式识别新方法,将该方法与LS-SVR合成识别方法进行对比实验,并对MLSSVR识别模型的识别能力进行了测试和分析,
结果证明了MLSSVR算法的有效性。MLSSVR板形模式识别方法不仅避免了LS-SVR合成方法的复杂组合运算,具有更高的识别速度,而且具有更高精度和很强的泛化能力。
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金刚石复合片与硬质合金的钎焊研究

通过聚晶金刚石复合片与YG8硬质合金的高频感应钎焊试验,研究了不同钎料钎剂搭配对高频感应钎焊接头抗剪强度、焊缝厚度的影响,并用扫描电镜和电子探针观察、分析了焊缝的微观结构。结果表明,690℃钎焊温度下含Mn的1号钎料和活性温度较高的QJ102钎剂是最佳搭配方案。探讨了聚晶金刚石复合片的特殊钎焊工艺,认为采用复焊方法可以大幅提高钎焊接头的抗剪强度。     

CNC参数曲线实时插补进给速度控制方法

通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理,指出了Taylor展开算法和“参数－弧长”分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性,并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述,提出了基于牛顿迭代法的解决方案,给出了算法流程。仿真对比实验表明,该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点,满足实时运算要求,能够将进给速度波动率控制在理想水平。     

任务负载竞争下制造资源配置的非合作博弈方法

在制造资源配置过程中,针对不同生产设备为了追求任务负载而存在的自由竞争关系,引入博弈论描述设备之间在任务负载上的相互制约关系。提出基于非合作博弈的制造资源优化配置方法,把生产设备映射为非合作博弈制造资源优化配置模型的局中人,建立局中人的策略及其收益函数。利用模糊聚类分析的方法对博弈局中人进行聚类,进行Nash均衡的求解。通过实例与遗传算法、禁忌搜索、粒子群算法进行比较,结果表明基于非合作博弈的制造资源优化配置方法获得的任务负载策略能够保证生产设备总体具有更高的利用率,由此,验证了算法的有效性和正确性。      

气动柔性五自由度手指运动分析及控制

基于气动柔性驱动器,设计了气动柔性五自由度手指,并介绍了其结构原理。分析建立了五自由度手指的运动学方程,并采用遗传算法解决了该五自由度手指逆运动学中的冗余解问题。基于神经网络设计了手指控制器,并进行了手指指尖轨迹跟踪实验。实验结果表明,手指指尖的运动实验曲线与理论曲线比较接近,说明采用遗传算法及神经网络控制能够实现对五自由度手指的较精确实时控制。     

Zr基大块非晶合金在过冷液相区超塑性成形的摩擦行为及机理研究

采用双杯挤压方法研究了成形温度、应变速率等工艺参数对Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金在过冷液相区塑性成形时模具和零件之间的摩擦行为的影响。采用有限元模拟方法获得大块非晶合金双杯挤压的摩擦因数标定曲线,有限元模拟中非晶合金的变形采用Kawamura的本构模型,将高温压缩实验的数据拟合,获得本构模型中的参数,结果表明非晶合金在过冷液相区内变形的摩擦因数在0.2~0.7之间。当应变速率较低时,随着温度的升高,摩擦因数总体上降低;而当应变速率较高时,随着温度的升高,摩擦因数先略有上升,然后急剧下降。当温度较低时,随着应变速率增大,摩擦因数显著增大,而在高温时,随着应变速率增大,摩擦因数略微有所减小。按照现代摩擦理论对非晶合金在过冷液相区内成形的摩擦机理进行了分析,认为黏着是摩擦的主导因素。     

基于蚁群算法的完全遍历路径规划研究

提出了一种局部区域遍历和全局运动规划相结合的完全遍历路径规划方法;针对基于Boustrophedon单元分解所得区域的特点,机器人可在局部区域内采用往复运动的方式实现遍历.该方法定义了遍历空间中子区域间综合连通距离,综合连通距离包括区域之间的连通关系、区域之间的最短距离、区域之间的障碍物情况等要素,整个遍历空间中的连通关系由一个完全赋权连通矩阵表示.采用蚁群算法对子空间遍历距离进行优化,得到了最短全局遍历顺序.最后以一个模拟环境为求解实例,证明了算法的有效性.     

液压连续升降系统研究

为适应大型构件连续升降的施工要求，消除因频繁启停产生的附加惯性载荷和冲击，用运动学观点对连续式液压提升器连续升降的运动机理进行了研究，对影响提升效率的重要参数——速度差和负载转换行程进行最优求解。建立了连续升降控制系统的数学模型，通过MATLAB仿真和连续升降台架试验，证实了连续式液压提升器能实现连续和同步升降。