动物皮毛柔性减阻作用的试验研究

对动物皮毛柔性表面在不同处理方式下进行了滑动阻力的对比试验。结果表明,一定条件下,适当减小皮毛柔性,增大皮毛刚度,提高其弹性变形能,可使减阻率提高１０％～２０％;皮毛表面的腊质层,其憎水性对降低滑动阻力具有十分明显的作用。当土壤含水量在塑限附近时（２２％）,减阻率为１０％左右。当土壤含水量在液限附近时（３８％）,减阻率可达６０％。     

软件柔性的概念和度量

为解决用户需求不断变化的问题，将柔性引人软件工程领域。讨论了软件柔性的相关概念，分析了软件的脆性、刚性、弹性、塑性、韧性和动物性等形态变化特征，提出了柔点、柔力、柔度、柔距及柔量等软件柔性的度量要素，给出它们的计算公式和计算实例；将面向用户的软件柔性划分为潜在柔性、可利用的柔性、已利用的柔性、当前柔性及需求柔性；将软件柔性的层次划分为自柔性、面向低级用户的柔性、面向高级用户的柔性和面向开发人员的柔性。针对信息系统中报表功能的问题，提出了柔性报表系统的思想，并以柔性报表系统为例，对软件的柔性、柔性软件系统及其应用进行了说明。     

减阻杆对螺旋型旋风分离器阻力特性影响的数值模拟

利用数值模拟方法对安装减阻杆和不安装减阻杆的螺旋型旋风分离器的流场进行了分析,结果表明,在旋风分离器筒体中心安装尺寸合适的减阻杆可以达到很好的减阻效果,如果尺寸不合适反而会增加旋风分离器的阻力损失,并通过对速度、压力分布的分析解释了其原因。     

柔性机器人动力奇异问题的研究

对柔性机器人的动力奇异问题进行了研究。首先分析了柔性机器人产生动力奇异的原因,确定了激振力的方向、激振力的大小、阻尼的大小、在共振区间内激振力频率与机器人固有频率的相对变化速度以及机器人固有频率的大小是影响动力奇异的因素;然后提出了机器人动力奇异的判定依据和避免动力奇异的措施;最后以一末杆为柔杆的空间三杆机器人为例,验证了理论分析的正确性。     

柔性四杆机构的分析及MATLAB仿真

柔性铰链四杆机构在精密机械领域应用日益广泛,全柔性机构不能简单的用为刚体模型进行动力学分析。文章构建了柔性丝四杆机构的模型,并采用伪刚体模型法对集中柔度的四杆机构进行理论分析,得出了杆件转角与外作用力的普适性公式;对柔性铰链四杆机构的实例进行了计算分析,并用MATLAB软件对实例进行仿真分析,得出的结果误差为3%,验证了该理论方法的可行性;最后得出在弹性变形内外作用力与危险点应力成正比。     

空间曲线切口式柔性铰的设计

为了满足精密仪器连接部件的柔度和强度需求,以切口曲线为二次曲面和圆柱面的相贯线的柔性铰为例,研究了一类空间曲线切口式柔性铰的设计方法。推导了此类柔性铰转动柔度的一般设计计算公式,分析了设计参数对柔度特性的影响,在此基础上提出了此类柔性铰的设计方法。依据提出的方法设计了空间曲线切口式柔性铰,并利用有限元分析方法对设计实例进行了柔度和强度校核,同时建立了模态实验系统识别其柔度。结果表明,两种柔度校核结果与设计计算公式结果吻合较好,最大误差不超过5%,验证了设计方法的有效性,为此类柔性铰应用于精密仪器的工程设计提供了参考。此外,文中给出的有限元建模分析方法以及试验测试方法也可用于相同类型的精密构件的力学特性研究与分析。     

Bipod反射镜支撑结构的柔度计算及分析

为了改善反射镜在环境温度波动情况下的面形精度下降问题,设计了一种联杆型双轴Bipod柔性支撑结构,并基于柔度理论对它进行了参量优化。首先,对支撑结构的柔度进行了分析和计算,推导出柔性支腿以及反射镜组件的柔度理论公式。然后,以保证反射镜轴向支撑刚度和卸载能力为目的,计算得到一组针对口径为200mm反射镜的柔性支撑结构尺寸参数。最后,通过有限元分析和振动试验,对支撑结构的柔度公式、动态特性、温度适应性进行了分析验证。分析结果显示,在一定作用力下,柔性支腿的理论值与有限元分析值的误差在10%以内;振动试验得到组件的一阶频率为358.5Hz,与理论计算值的相对误差为8.8%;在20℃温差下,反射镜面形精度为7.7nm(rms)。试验结果验证了理论模型的有效性,同时说明Bipod柔性支撑结构能够降低温度波动对反射镜面形的影响。     

集中柔度全柔性机构变形分析及仿真

柔性铰链四杆机构在精密机械中的应用日益广泛.采用伪刚体模型法对具有集中柔度的全柔性铰链四杆机构进行了分析,利用MATLAB编写了外载荷与杆件转角关系的Newton迭代法程序.同时用有限元方法建立了全柔性铰链四杆机构模型,并用ANSYS进行了仿真.给出了两种方法的计算实例,对所得结果进行了讨论,分析了误差产生的原因.     

基于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构

分析与研究了柔性铰链的柔度特性,用于柔性放大机构的优化设计。提出了一个通用的柔度比参数λ,探讨了具有不同柔度比λ的柔性铰链主要输出位移形式的灵敏度,分析了它对常用柔性铰链的柔度特性的影响规律。然后,以柔性铰链的柔度比λ为基本参数,在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导了二级杠杆式柔性铰链放大机构放大率的理论计算方法,并依据柔性铰链的柔度比特性提出了柔性放大机构的优化设计方法。开展了有限元仿真和实验研究。结果显示,优化后的柔性放大机构的放大率比优化前的放大率分别提高了0.234和0.23。实验表明,依据柔性铰链的柔度比λ对柔性放大机构进行优化设计能够有效地提高柔性放大机构的位移放大率与工作行程,进而提高放大机构的末端运动及定位精度。     

圆弧柔性铰链的优化设计

柔性铰链是高精度柔性机构的关键部件,其运动精度与运动范围影响着柔性机构的性能,本文对圆弧柔性铰链进行了柔度矩阵推导,并依据柔度方程进行优化设计。采用结构矩阵法建立了圆弧柔性铰链的柔度方程,对矩形截面的翘曲抗扭刚度进行推导,得到了约束扭转状态下的扭转柔度近似方程。为相对长度较小铰链的扭转刚度精确求解提供了依据。对比理论计算结果与有限元分析结果,结果显示扭转柔度的最大相对误差在10%左右,其余方向柔度相对误差低于6%,验证了柔度方程的准确性。采用正交试验直观分析法得到柔性铰链各设计参数对转动刚度的灵敏度,并利用多目标遗传算法对柔性铰链的转动柔度以及轴向刚度两个目标进行了参数优化。通过优化结果与设计经验选取参数的对比,发现优化后圆弧柔性铰链的弯曲柔度提升了5.12%,同时铰链的轴向刚度提升了4.72%,证明针对圆弧柔性铰链的优化设计具有明显效果。     

具有负载柔性的液压伺服系统整形滑模控制

针对柔性臂等具有一定结构柔性的负载对液压伺服系统控制性能的影响,提出了一种基于输入整形器和代理滑模控制的复合控制策略。首先,为了克服负载连接刚度所引起的振动对最终控制性能的影响,采用输入整形器对期望信号进行修正;其次,将扰动观测器和代理滑模相结合并根据无源性理论及Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。该方法一方面可以避免高增益PID控制在跟踪方波等误差变化较大的信号时的超调及振荡等问题;另一方面从理论上取消了不连续符号函数,从而避免了滑模抖振问题。此外,利用基于辅助变量的扰动观测器以及动态面控制可以弥补传统代理滑模控制在扰动抑制方面的不足,并克服状态变量的微分信号对测量噪声的放大作用;基于以上研究,得到一种整形滑模控制方法,并且通过理论及仿真证明了该方法的有效性。     

漂浮基柔性两杆空间机械臂基于状态观测器的鲁棒控制及振动控制

讨论了漂浮基柔性空间机械臂基于状态观测器的鲁棒控制及振动最优控制问题。首先通过合理选择联体坐标系,实现两柔性杆弹性变形之间的解耦;根据拉格朗日方程与动量守恒原理,建立了载体位置无控、姿态受控飘浮基两杆柔性空间机械臂系统的动力学方程。接着利用奇异摄动法,将这个柔性两杆空间机械臂系统分解为一个慢变子系统与一个快变子系统。以此为基础,提出了一个包含慢变控制项与快变控制项的复合控制器。利用动态滑模观测器得到慢变子系统的观测速度矢量,基于这个观测速度矢量设计系统的鲁棒慢变控制律来实现载体姿态、关节轨迹的跟踪。利用线性观测器得到快变子系统的观测速度矢量,基于这个观测速度矢量与线性系统的最优控制理论设计系统的快变控制力矩,实现两柔性杆振动的抑制。最后通过系统的数值仿真,证实了方法的有效性。     

柔性臂杆、柔性关节空间机械臂TS模糊轨迹跟踪及双柔振动并行综合控制

针对存在参数不确定和外界干扰的柔性臂杆、柔性关节空间机械臂追踪期望运动的问题,设计了基于TS模糊模型的滑模鲁棒控制方案和双柔性振动并行控制方案。首先,设计了关节柔性补偿器以提高系统的等效关节刚度。其次,利用反馈线性化技术建立了系统追踪期望轨迹的误差动力学方程,通过对系统Lyapunov稳定性证明来选择滑模控制参数;简化并改进TS模糊推理规则,提出了模糊滑模鲁棒控制方法,可解决滑模控制的抖振问题并具有计算量少、控制力矩小的优点。再次,提出了柔性臂杆振动模态的直接反馈控制方案,解决了双柔性并行综合控制的问题。最后,运用逐步仿真的方法,对比仿真结果,证实了所设计轨迹跟踪、双柔性并行综合控制方案的有效性和稳定性。     

液压动力滑台的PLC控制系统改造

在分析液压动力滑台工作原理的基础上,针对传统的继电器—接触器控制线路中出现的诸多问题,采用可编程控制器PLC对其控制系统进行了改进设计.在满足生产工艺的前提下,改进后的程序变得简单、灵活,从而克服了原有的缺点,提高了系统的可靠性和灵活性.     

一种多柔体系统动力学建模方法

应用转动规范理论建立惯性系与非惯性系之间速度和加速度转换关系式。以此为基础导出多柔体系统的速度和加速度表达式 ,根据速度变分原理建立动力学方程。用本文方法 ,降低了计算机存储 ,最后给出一个数值算例。     

空气静压多孔质止推轴承多孔质圆板的变形

在获取空气静压多孔持轴承的静态性能的过程中，有很多问题需要慎重考虑，其中包括惯性效应，速度滑移，多孔质渗透率的变化，多孔质表面粗糙度以及多孔质平板的变形，给出了止推轴承中多孔质平板的变形原理以及相应的粘结剂的弹性变形，同时给出了测量多孔质平板变形的方法和相应迭代方法的原理。     

Second order sliding mode control for a quadrotor UAV

A method based on second order sliding mode control (2-SMC) is proposed to design controllers for a small quadrotor UAV. For the switching sliding manifold design, the selection of the coefficients of the switching sliding manifold is in general a sophisticated issue because the coefficients are nonlinear. In this work, in order to perform the position and attitude tracking control of the quadrotor perfectly, the dynamical model of the quadrotor is divided into two subsystems, i.e., a fully actuated subsystem and an underactuated subsystem. For the former, a sliding manifold is defined by combining the position and velocity tracking errors of one state variable, i.e., the sliding manifold has two coefficients. For the latter, a sliding manifold is constructed via a linear combination of position and velocity tracking errors of two state variables, i.e., the sliding manifold has four coefficients. In order to further obtain the nonlinear coefficients of the sliding manifold, Hurwitz stability analysis is used to the solving process. In addition, the flight controllers are derived by using Lyapunov theory, which guarantees that all system state trajectories reach and stay on the sliding surfaces. Extensive simulation results are given to illustrate the effectiveness of the proposed control method.     

基于ANSYS的轮轨摩擦滑动接触应力分析

以Hertz接触理论为依据,利用ANSYS建立2D有限元计算模型,模拟原地打滑、完全制动等轮轨滑动摩擦接触行为。分析了轮轨静接触和滑动接触时接触应力分布情况,研究了接触状态、轴重、滑动速度、载荷类型和钢轨轨顶圆半径对接触应力的影响。结合Hertz接触理论计算结果、剥离损伤理论和自激振动理论进行了轮轨损伤分析。     

A catastrophe theory description of stick-slip motion in sliding

Stick-slip motion is analyzed by studying structural changes in the mathematical model describing sliding friction. The sliding system is assumed to operate in a way which minimizes energy input to the system. For an exponential dependence of friction force on sliding velocity, the system sliding behavior is multivalued for some ranges of values of the system parameters. The effect of different parameter values on system behavior is illustrated and results of this investigation are compared with a published steady sliding criterion.     

Sliding wear of graphite crystallized chromium white cast iron

The effects of sliding velocity, heat-treatment and graphite shape on sliding wear of graphite crystallized chromium white cast iron were studied. Two types of graphite crystallized chromium white cast irons having flaky or spheroidal and another type of 2.6C–15Cr white cast iron were prepared for this study. The effect of sliding velocity on wear resistance was studied by the Okoshi type and pin-on-disk type wear tests on materials which have experienced “as cast” and “heat-treated” conditions. The Okoshi type wear test results are divided into two relationships depending on sliding velocity or distance. Two regimes, initial wear and steady-state wear, existed for wear loss and sliding distance. A characteristic form of wear curve with a peak and a minimum was obtained when correlating wear loss and sliding velocity. The wear resistance of graphite crystallized chromium white cast irons were superior to that of 2.6C–15Cr white cast iron. In the results of pin-on-disk tests, there was no clear difference in the reported wear loss and friction coefficient among the alloys. However, an opposite tendency has appeared in the wear loss and friction coefficient: the wear loss value reached a peak in the wear curve at 0.52 m/s, while the friction coefficient reached a minimum at 0.52 m/s.