机械产品精密配合中的选配方法研究

在对配合精度要求较高的产品(或部件)进行装配时,为了得到它的最优装配组合,运用网络流规划建立了一种特定装配关系的选配模型,通过合理定义模型网络的中间点、弧的容量和方向以及模型的一般约束条件,将最优装配组合的问题转化成网络最大流问题。结合关联图模型和产品层次装配模型的特点,建立了一种便于选配模型求解的装配模型,采用了分层自底向上的选配方法,利用选配模型进行局部选配最终获得最优解。并通过实例对上述方法进行了验证。     

发动机轴瓦选配方法研究与实践

轴瓦是发动机关键零部件之一,轴瓦的正确选择与装配对于发动机装配质量和性能有重要影响,因此轴瓦的选配是发动机装配过程中的关键工艺。文章针对某种型号直列四缸发动机装配生产的需求,研究了轴瓦的选型方法和装配装置,并设计了闭环检测系统,通过条码扫描技术、无线射频识别(RFID)技术和传感器技术实现了选型、装配工艺过程的数据传输与绑定,从而实现了轴瓦选配的数字化和防呆防错,并最终成功将该选配系统应用在某客户的发动机自动化装配线项目中。     

装配产品变型设计建模方法及实现

针对装配产品的变型设计问题,研究了零部件的参数传递特性和关联规则,提出了纵向传递的参数传递树结构.通过引入装配变量,并组成参数传递链的节点,与参数化技术相结合,实现了一种装配环境下的产品建模和变型设计过程.最后,以剑杆织机变型设计模型为例,阐述了层次性建模、参数关联及参数传递等技术的实现.     

新型FT针摆传动减速器参数化建模与虚拟装配研究

FT针摆传动减速器是一种新型两级传动结构,为了对该减速器进行系列化的设计与开发,提供了一种相对便捷的参数化建模与装配方案,以Creo 3.0为平台,建立零部件的三维参数化模型,模型中的特征参数之间相互关联,并合理选择装配的前后基准,建立虚拟样机。可实现在模型特征参数改变时装配关系不变,通过模型验证,确定装配的正确性,便于设计者操作。     

全自动装配体参数化设计系统研究

当前的装配体参数化设计均实现了零部件模板建库和虚拟装配,未发现有详细介绍开发全自动3D装配体参数化设计原型系统的理论和案例。针对该问题,提出了全自动3D装配体参数化设计原型系统的总体结构,分别对参数化零部件库、装配体与零部件数据关联、装配体动态链接库接口程序等关键技术开展了理论研究,给出了所开发的模具原型系统实例。该原型系统能在任意装配模式下实现全自动参数化生成零件和装配体,提升了系统柔性,可实现复杂装配体产品的系列化设计,大大缩短产品研发周期。     

基于选配法的统计公差设计

采用选择装配技术可以提高零部件的可加工性，特别对高精度要求的产品，选配方法应用更为重要，比较完全互换法，选配法在保证相同的装配质量同时降低了加工成本，在设计初始阶段，有效的公差分析技术是非常重要的。提出一个基于选配方法的公差设计新方法，采用统计模型技术来评估装配质量。应用该方法对采用选择装配技术的公差设计有参考价值，应用事例验证了方法的可行性。     

基于SolidWorks二次开发的智能装配技术研究

对机械产品的参数化设计和智能装配技术进行了研究,利用Delphi技术对SolidWorks进行了二次开发,采用Delphi+Access 2003+SolidWorks API的技术方案,开发了某润滑站油箱的参数化设计和智能装配系统.系统采用参数化设计方法,通过数据库将设计参数关联,自动生成所需规格的零部件,使用智能装配技术将零部件装配,提高了设计效率和质量,缩短了设计周期.     

并行组合模拟退火算法在计算机辅助选配系统的应用

计算机辅助选择装配是利用计算机，并采用有效的算法，对装配尺寸链中各组成环的尺寸进行合理的搭配选择，以达到减小封闭环偏差的变动范围，提高装配精度的目的。现有的选配工作缺少一个理想的物理模型来保证高精度的装配。提出了一个新的计算机辅助选配系统，采用田口博士质量损失模型作为装配匹配精度指标，同时以总成本为优化目标函数，采用并行组合的模拟退火优化方法求解零部件的匹配。事例分析了选配系统的应用。     

数字孪生驱动的航空发动机装配技术

为了实现物理状态与虚拟模型的交互与共融,研究了数字孪生驱动的航空发动机装配技术,论述了其构成、功能、流程,详细分析了装配流程控制、零件选配、装配操作引导、装配间隙控制、装配技术状态控制和装试数据关联分析关键技术实例验证(第3节)。所研究的技术不仅有助于提高航空发动机装配过程和技术状态管控的智能性、主动性、预测性,还能促进基于实物状态的决策和优化,提高装配的效率和规范性,提高一次装配成功率和质量性能的一致性,从而为数字孪生驱动的航空发动机装配技术研究和系统开发提供理论依据与技术参考。     

机械产品多质量要求下的选择装配方法

针对机械产品多质量要求下的选配问题,提出一种基于强弱Pareto和遗传算法的多质量要求下的选择装配方法。对选配问题进行分析,构建了一种面向三维空间多质量要求下的统一选配信息模型,在此基础上考虑装配精度和装配成功率,进而建立了多质量要求下的选配综合优化模型。采用一种以公差项为单元的编码方式,并通过给出质量要求权重系数,提出以强弱Pareto和密集度描述带有主次关系的多目标综合评价规则,在考虑关联约束排序的基础上,利用遗传算法进行多目标的选择装配,实现了带有主次关系的多质量要求下产品的选配优化。设计并开发了原型系统,通过实例验证了该方法的可行性。     

挠性陀螺十字铰链模型的建立与分析

在对动力调谐陀螺刚度和漂移误差分析的基础上,建立了由内外挠性接头装配后铰链所形成的十字型铰链的模型,并利用伪刚度体理论对该模型进行了分析。得出了内外挠性接头两铰链的相对位置关系对十字型铰链模型的影响曲线。通过影响曲线的分析,得出内外挠性接头铰链方位上的偏差对十字型铰链模型的刚度的影响程度,而模型刚度变化则对整个陀螺的装配精度提出了同轴以及正交的要求,对整个陀螺仪的装配和调试起到了指导作用。     

基于滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制研究

针对永磁同步电机无位置传感器高动态性能控制问题,对传统矢量控制存在电流内环PI控制器对系统性能的影响以及传统滑模观测器中动态转子位置角估计不准、稳态转速估计不精确等观测器性能进行了改进,提出了一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机模型预测电流控制方法。根据永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,选择了电机d、q电流作为状态变量,利用前向欧拉法推导出永磁同步电机d、q轴电流的预测模型。通过实时评估价值函数选出使得下一时刻电流跟踪效果最好的电压矢量,将其对应的开关状态作用于逆变器。同时,推导表贴式永磁同步电机的滑模观测器模型并对其观测出的转子位置角和转速进行补偿,得到较为精确的估算值。最后将算法在Matlab/Simulink进行了仿真试验。研究结果表明:所提出的控制方法动态性能好、稳态精度高。     

基于PSO-RBF神经网络的锂离子电池健康状态预测

针对传统方法估计锂离子电池健康状态(SOH)时内部参数测量困难等问题,提出一种基于粒子群优化径向基函数神经网络的锂离子电池SOH预测方法。通过对锂离子等效模型的研究,结合充放电过程的实验数据,确定了影响锂离子电池SOH特性的几个关键参数。将试验数据输入仿真模型进行网络训练和校验。仿真证明,相比BP神经网络和普通RBF神经网络,该算法的预测精度可提高20%,节省66.7%以上的优化时间。     

光电稳定跟踪装置中微机电陀螺应用研究

以微机电陀螺在高精度光电稳定跟踪装置中的应用为背景,研究了陀螺输出噪声对光电稳定跟踪平台精度的影响.结果表明,陀螺噪声会引起平台基准轴的抖动和缓慢漂移.根据微机电陀螺的实测数据,分析了其噪声特性.基于AR模型建立了微机电陀螺的噪声统计模型.研究了基于Kalman滤波的陀螺去噪算法,给出了去噪结果,分析了该算法不能够取得较好滤波效果的原因.针对Kalman滤波在微机电陀螺信号低频去噪方面的局限性,将基于阈值决策的小波去噪方法应用于微机电陀螺的信号处理中,给出了滤波结果.实测结果表明由于后者不依赖于噪声的精确模型,可根据噪声在不同频段的统计特性采用阈值决策滤波,具有更好的抑噪效果.最后给出了两种滤波算法的比较.     

基于信息融合的钢包精炼炉元素收得率预报

为提高元素收得率的预报精度,针对元素收得率主要影响因素无法及时获得的问题,提出一种基于信息融合的预报方法。该方法对原始数据层与特征层分别进行融合操作。在原始数据层,首先将相关性较为明显的可测变量按照机理进行结合,然后使用基于改进遗传算法的特征构建方法对由可测变量与结合变量组成的变量集合进行融合,使融合后的特征作为元素收得率主要影响因素的评价指标。在特征层,使用自适应神经-模糊推理系统对构建后的特征进行融合,从而得到元素收得率预报模型。将此方法应用于Q345B钢种Si、Mn元素收得率的预报,实验结果表明所提出的方法不仅可以满足生产要求,而且比其他预报方法有更高的预报精度。     

光纤陀螺用光学器件的匹配优化

针对光纤陀螺采用分立光学器件组装的特点,从光纤类型匹配、损耗匹配、偏振特性匹配几个方面讨论了对光纤陀螺精度的影响。给出了组成光纤陀螺各器件的理想匹配参数和光学器件的保偏尾纤连接时的对轴精度的优化,提高了光纤陀螺批量生产的一致性、稳定性、重复性以及光纤陀螺的性能。     

Particle swarm optimization algorithm to maximize assembly efficiency

The demands on assembly accuracy require accurate operations both in machining and assembly in order to achieve the high performance of products. Although advanced machining technologies can be used to satisfy most of the demands on precision assembly, the corresponding manufacturing cost will also be increased. Selective assembly provides an effective way for producing high-precision assembly from relatively low-precision components. The accuracy of selective assembly is mainly based on the number of groups and the range of the group (allocated equally on the design tolerance). However, there are often surplus parts in some groups due to the imbalance of mating parts, especially in the cases of undesired dimensional distributions, which makes the methods developed and reported in the literature often not suitable for practice. In this work, a particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed by applying batch selective assembly method to a complex assembly with three mating components (as in ball bearing: an inner race, ball and outer race), to minimize the surplus parts and thereby maximizing the assembly efficiency. Due to the continuous nature of particle swarm optimization algorithm, standard PSO equations cannot be used to generate discrete combination of mating parts. An effective encoding scheme is developed to make the combination of mating parts feasible. The evolution performance of the PSO algorithm with different control parameter values is also analysed.     

新型陀螺漂移性能测量的研究

针对以往陀螺漂移检测仪器的缺点,提出了一种新型的采用光学原理测试陀螺漂移装置的设计方法,对其工作原理及测试方法进行了较详细的描述;在此基础上与传统漂移测试仪器的优缺点进行了类比,并对实际测试的验证结果进行了总结分析,提出了进一步提高测量精度及完善的设想,为研究漂移性能的检测测量提供了理论指导及实践参考。     

超大扭矩高精度分度回转装置设计理论与CAD程序开发

超大扭矩高精度分度回转装置是大型转子加工中的关键部件,常用在大型数控机床实现零件的精确分度。为提高分度回转装置分度精度和设计效率,需要找出影响分度装置精度的关键因素,探究超大扭矩高精度分度回转装置设计方法,在此基础上,采用Matlab开发分度装置计算机辅助设计(CAD)程序,该程序利用Matlab软件的GUI进行程序界面设计,可预先将不同规格的零部件参数通过用户界面写入数据库,当负载变更时,可以随时调用数据库的参数,快速查询可替换零部件,实现高可靠性高精度分度回转装置的快速设计。     

基于投影图像特征匹配的微纳CT焦点漂移校正

微纳CT射线源焦点热漂移是影响图像清晰度的重要因素之一。通过理论和仿真实验分析了射线源焦点漂移对图像清晰度的影响。利用实际微纳CT系统,实验发现焦点漂移主要是缓慢热漂移,漂移量与X射线源功率正相关,且焦点漂移具有一定随机性。据此,提出一种基于投影图像特征匹配的焦点漂移校正方法。首先,在实际CT扫描后快速采集少量参考投影,根据实际CT投影和参考投影自适应特征匹配结果求取特定角度下的焦点漂移量;其次,采用样条插值获取CT扫描过程所有的焦点漂移量;最后,根据焦点漂移量修正实际投影数据,重建得到校正后的图像。实验表明,该方法定位精度高,可大幅度减少图像畸变,图像清晰度提高近10%。