工艺参数对楔横轧连杆杆部中心质量的影响研究

针对楔横轧连杆杆部中心质量差的问题,对它的模具进行了优化设计。研究了模具的展宽角、成形角以及坯料温度对轧件最大主应力的影响,并对结果进行了生产验证。结果表明:当展宽角为7°~8.5°,成形角为24°~32°,坯料温度为1050~1200℃时,轧件中心的最大主应力在合理范围且中心质量合格。     

一种用于深冲压系统的新型压力机构优化设计及运动仿真

提出了一种用于深冲压的新型压力机构,并对其可行性进行验证。首先,将新型压力机构等同为连杆机构,并且进行了阐述,通过测试其几何结构取得系统的运动尺寸,主要分析了压力系统的位移、速度及加速度的变化;然后,采取优化方法找出可变联轴器的运动尺寸,通过具体的实例,在Solid Edge三维软件中对压力系统构建实体模型;最后,将实体模型导入到ADAMS软件中进行运动仿真,并且与传统六连杆压力机构模型仿真结果进行了对比。研究结果表明,优化设计的冲头速度和加速度(曲柄大约位于90°~240°的角位置处)比传统六连杆压力机平稳,能很好实现深冲压的输出运动。     

模具参数对旋转通道等径角平行挤压工艺的影响

为克服传统等径角挤压反复多道次累积塑性变形带来多次装料、多次加载以及棒料机械加工等耗时问题,无损伤地制备均匀超细晶结构时效硬化型铝合金,提出旋转通道等径角平行挤压大塑性变形新工艺。该工艺在一个通道内设置多个剪切变形区,通过在两个等径角挤压通道之间设置旋转通道来改变圆棒料剪切方向和剪切角度,实现Bc加工路径,提高变形均匀性。采用正交试验法选取内角Φ、外角Ψ、升角γ、椭圆因子m、第2个通道中第1段直通道长度L_1作为因素,采用有限元模拟法对棒料在16组不同水平的模具中进行有限元挤压模拟。以等效应变、等效应力、损伤量以及变形均匀性系数作为指标值分析其对挤压过程的影响。模拟实验结果表明,良好的挤压通道内角Φ的合理范围为90°~120°,外角Ψ的合理范围为30°~40°,升角γ的合理范围为60°~80°,m的合理范围为1.2~1.4,L_1、L_3的合理范围为(1~1.5)d。     

复杂航空零件典型特征的五轴铣削加工

为实现飞机复杂结构件大角度开闭角缘条及外形等特殊结构的数控精密铣削加工,提出基于零件空间位置变化的扩大机床旋转行程技术.针对机床双摆轴结构,建立机床复合摆角与A、B摆轴转角的对应关系,研究机床复合摆角范围.在建立机床运动学模型的基础上,研究零件转动角度与机床复合摆角之间的对应关系,分析零件在加工平面内允许转动的最大角度.结果表明:当机床摆轴行程为±25°时,其最大复合摆角为34.8°;当所需机床摆角介于25°～34.8°时,可通过零件转动实现特殊结构的五轴加工;零件可转动角度范围随所需摆角的增大而减小,直至所需摆角为极限值34.8°时,转动角度范围缩小至唯一值47.8°.为提高零件装夹效率,设计专用快速定位工装,实现零件合适位置的快速找正.     

基于运动误差约束的平面定位平台拓扑优化设计

针对传统平面定位平台拓扑优化设计过程中无法预先了解输入输出位移映射矩阵的问题,基于固体各向同性材料惩罚法,采用遗传算法优化得到具有最大运动空间时的平面并联机构雅克比矩阵作为平面定位平台输入输出期望位移映射矩阵,在相同输入条件下,建立以机构实际运动与期望运动间误差最小为目标函数和以机构体积为约束函数的平面定位平台拓扑优化模型并求解。通过3D打印方式得到实验样品,实验与仿真分析表明:采用运动误差约束的平面定位平台拓扑优化设计方法,在一定偏差范围能够得到输入输出位移映射矩阵与给定期望映射矩阵相一致的平面定位平台,表明该方法对平面定位平台设计具备有效性,为其后续研究提供基础。     

VB环境下飞行器锁机构尺寸误差对运动精度影响研究

锁机构运动精度对航空飞行器的安全工作至关重要。受多种误差因素影响,锁机构各构件间的运动尺寸会产生变形和误差,导致其失效,产生重大安全事故。为有效分析锁机构的运动精度,采用环路增量法建立了基于尺寸误差的锁机构运动精度模型,开发了锁机构运动精度可视化分析软件,仿真研究了带有尺寸误差的锁机构运动精度。结果表明:在相同误差条件下,点E、点F在X轴和Y轴方向上的投影分量以及点G在X轴方向上的投影分量对锁钩运动精度影响最大,故在机构优化设计时,需对上述5个设计变量进行重点设计。开发的分析软件能有效用于航空飞行器锁机构的运动精度分析,真实体现锁机构在实际工作中的运动误差和传力方向,同时也为锁机构的尺寸设计优化提供理论依据。     

基于运动轨迹误差最小化的平面四杆机构参数优化研究

针对平面四杆机构理论运动轨迹与实际运动轨迹存在误差较大问题,引用了改进粒子群算法对四杆机构几何参数进行优化。建立四杆机构平面坐标系,推导四杆机构横向和纵向运动轨迹点的方程式。确定四杆机构的设计变量,构造运动轨迹点的优化误差函数,并且对运动条件进行约束。采用改进粒子群算法优化四杆机构几何参数,将优化结果输入到Matlab软件中进行运动轨迹误差仿真,并且与优化前仿真结果进行比较和分析。仿真曲线显示,优化前,四杆机构运动轨迹产生的横向和纵向误差最大值分别为1.0×10~(-3)m和0.9×10~(-3)m;优化后,四杆机构运动轨迹产生的横向和纵向误差最大值分别为0.7×10~(-3)m和0.5×10~(-3)m,优化后的横向和纵向最大相对误差分别降低了30.0%和44.4%。采用粒子群算法优化平面四杆机构几何参数,四杆机构运动轨迹更加精确。     

电液比例阀在旋转平台回转定位液压系统中的应用

将电液比例阀应用于旋转平台回转定位液压系统中,控制旋转平台的往复运动速度及定位精度.使用结果表明:电液比例阀控制的旋转平台实现了0～180°的往复旋转运动,加、减速度行程范围为0～22.5°,执行部件的定位误差小于等于0.25°,达到了使用要求.     

倒锥形微细喷孔电火花加工研究

高端柴油发动机喷油嘴的微细喷孔要求孔径沿喷射方向逐渐变小形成倒锥形。为实现电火花加工微细倒锥形喷孔,解决倒锥角度高分辨率连续可调、微小锥角顶点的精确定位、无自转微细电极丝推摆动力传递等关键性技术问题,设计研制了一种微细倒锥孔电火花加工用电极丝推摆机构模块,并对该机构模块的推摆径向跳动误差、倒锥角调节误差等性能进行了测试。为验证该机构模块的功能效果,进行了不同倒锥角微细孔加工实验。结果表明:倒锥推摆机构具有倒锥形微细喷孔加工应用的可行性。     

PXW型摆辗机摆动机构运动学问题初探

给出了ＰＸＷ型摆辗机摆头运动机构的机构运动简图,并据此认为具有多种摆头运动轨迹之摆辗机摆杆轴线上除顶点以外的各点只能是作球面运动,因而以往在摆头运动轨迹分析中其简化为平面杆系势必引入误差。     

基于AMESim?Simulink的拨叉式液压舵机系统仿真研究

针对拨叉式液压舵机系统,运用AMESim软件建立舵机液压系统模型和Simulink软件建立舵机转舵扭矩模型,联合二者对转舵力矩和液压缸压差进行了仿真分析,结果表明:转舵力矩和液压缸压差随着舵角的增加而增加,转舵力矩在大舵角区时受航速和吃水影响较大,液压缸压差在小舵角区受到航速和吃水的影响较小。     

一种潜浮式无人艇电动操舵装置优化设计

以岛礁潜浮式无人艇为研究对象,设计满足项目需求的潜浮式无人艇电动操舵装置,以确保航行中潜浮式无人艇的稳定性、平衡性和应舵性。通过CAD建立电动操舵装置的物理模型,并用解析几何法分析了该装置的工作原理,并对关键部件舵叶进行了参数优化设计,最后使用HyperMesh和Fluent软件仿真分析了舵叶阻力性能。分析结果表明,该舵叶参数优化设计完全满足项目需求。该潜浮式无人艇电动操舵装置的设计为今后潜浮式无人艇的研制提供了参考。     

船舶转叶式液压舵机系统建模与仿真分析

针对转叶式液压舵机系统,采用AMESim软件和Simulink软件联合仿真策略,分别建立转叶式舵机液压系统模型和舵叶水动力模型。仿真结果表明:所建立的联合仿真模型输出舵角能够较好地跟随给定舵角信号变化,满足舵角跟随的快速性和准确性要求;伺服阀开关动作会使转叶油缸的流量和压力产生脉动和震荡。     

基于自抗扰控制的分布式铰接车辆转向控制

铰接车辆通过前后车体间的相对转动实现转向行驶,这种特殊的转向形式导致其转向稳定性差,转向运动控制精度要求高。针对此问题,以某四轮分布式驱动井下支架搬运铰接车为原型,构建包括车身模型、轮胎模型和单阀控双非对称缸液压转向系统在内的分布式铰接车辆11自由度非线性动力学模型,并设计基于自抗扰控制器的液压转向控制系统,用以提升铰接车辆的转向稳定性。为验证此方法的有效性,建立MATLAB/Simulink仿真模型,进行初始车速为2.5 m/s的转向分析,并在同种工况下,加入外界干扰力矩,以PID控制器为对照组,对比分析两种液压转向系统控制器的抗扰动性能。仿真结果表明：基于ADRC控制的液压转向系统的转向角度误差在0.017 rad以内,且转向角度跟踪速度快,相对于PID控制器具有更好的抗扰动性能,有效提高了铰接车辆的转向稳定性。     

船舰转叶舵机用复式液压摆动缸结构解耦研究北大核心

针对转叶舵机操舵过程中所受水动力负载复杂且与转舵角度、角速度构成强力位耦合关系,严重影响舵机系统控制性能的问题,在分析舵叶表面流体力的基础上,提出一种新型复式液压摆动缸结构解耦的方案。该复式摆动缸为双层结构,舵驱动缸嵌套在力矩解耦缸内部,驱动缸转子与舵杆固连,驱动缸壳体兼做力矩解耦缸转子。通过驱动驱动缸转子进行舵机角度控制,解耦缸转子转动,施加主动力矩作用在驱动缸转子上,抵消水动力在舵杆上产生的负载力矩,消除水动力对舵角控制的影响。仿真结果表明:该复式摆动缸能有效解决流体力干扰,对舵角控制品质的提升有质的帮助。     

矿用自卸车转向机构优化设计

以某矿用自卸车断开式转向梯形机构为例,利用Matlab软件对转向机构进行优化设计,并依据优化结果对关键部件进行强度校核。通过对比优化前后的转角关系曲线,结果表明优化后的转向机构在转向时左右车轮转角更加符合理论转角关系。现场转向试验验证了优化结果的正确性,使车辆转弯时车轮作无滑动的纯滚动运动。     

船舶舵机电液伺服调节器的建模与仿真研究

舵机控制舵角,是船舶操舵的动力来源.调节器是舵机的控制中心,能够在船舶偏离既定方向时,自动控制舵机调节舵角,使其回到原来的航行方向.本文对某型船舶舵机电液伺服调节器进行了数学建模,并通过Matlab动态仿真研究了其控制特性.由仿真结果可知该调节器具有良好的跟踪特性,并得出了调节器在某些结构参数和电气参数影响下的变化规律,为调节器的性能优化及生产制造提供了理论依据.     

舵机传动系统动力学联合仿真建模及实验研究

全电/多电飞行器舵机传动系统由电动舵机、传动机构、舵面以及控制系统所组成,其性能对飞行器的动态飞行品质和控制精度具有重要影响。根据电动舵机（EMA）结构组成,建立其系统动力学方程,并基于AMESim软件通过图形化建模方式建立其动力学模型。基于Virtual Lab Motion软件建立传动机构动力学模型,此模型考虑了含间隙非线性接触碰撞效应、构件弹性变形和舵面负载等因素的影响。基于Coupled主从耦合联合仿真方式,建立舵机传动系统联合仿真模型。基于综合性能实验台开展了舵机扫频实验,并与仿真结果进行对比。结果表明：仿真结果与实验结果误差较小,验证了舵机传动系统联合仿真模型的正确性。     

两段式仿生扑翼机构设计及仿真分析

为模仿海鸥飞行,设计一种两段式仿生扑翼机构。建立单曲柄双摇杆扑动机构的简化模型,分析满足两侧摇杆偏差角最小时各杆长的经验公式。利用SolidWorks和ADAMS软件建立扑翼飞行器的动力学模型,分析内外翼的运动参数和飞行器整体的位姿变化。结果表明:在相同杆长条件下,曲柄中存在夹角的机构在减少左右摇杆相位差角方面更具优势;两段式仿生扑翼机构可实现翅翼慢频率扑动和展向折弯。仿真结果验证了机构设计的合理性,为扑翼飞行器后续的研究提供参考。