基于响应面法的主轴系统热特性有限元模型参数修正

提出了一种运用响应面法建立数控机床主轴系统有限元热特性分析的近似模型的数值方法,并结合实验数据,将主轴系统热特性温度误差与热载荷参数之间的隐性关系用显示函数近似表达出来,代替原有的有限元模型,并在此基础上对有限元模型进行优化修正,提高原有限元模型的准确度。对数控平面磨床主轴系统有限元模型修正的结果表明:基于近似模型的主轴系统有限元模型的热载荷修正方法可以减少有限元分析的计算误差,提高有限元模型修正的效率,热特性分析有限元模型修正结果具有可接受的精度。     

基于响应面法的数控机床主轴系统热特性有限元模型修正

提出一种运用响应面法建立数控机床主轴系统有限元热特性分析的近似模型的数值方法。将主轴系统热特性温度误差与热载荷参数之间的隐性关系用显示函数近似表达出来,代替原有的有限元模型。在此基础上对有限元模型进行优化修正,提高原有限元模型的准确度。对数控螺纹磨床主轴系统有限元模型修正的结果表明:基于近似模型的主轴系统有限元模型的热载荷修正方法可以减少有限元分析的计算误差,提高有限元模型修正的效率,热特性分析有限元模型修正结果精度较高。     

产品稳健设计响应面模型法的试验设计

试验设计是产品稳健设计中的基础，对稳健设计中常用的响应面模型法的试验设计方法进行了研究。针对响应面法稳健设计中所采用的仿真试验与物理试验误差性质的不同，采取不同的试验设计方法，其中正交试验设计和拉丁方试验设计的应用克服了以往响应面法稳健设计中不能应用仿真试验的缺点。     

逆响应面法用于磨机传动系统的模型修正

为了获得机械结构的精确模型,采用以逆响应面的有限元模型修正理论为基础的方法。逆响应面法直接拟合出设计参数（密度、弹性模量等）关于特征参数（固有频率等）的显式表达式,以特征参数目标值带入逆响应面函数得到修正后的设计参数值,相较于响应面法,无需迭代寻优,减少计算工作量。以齿轮轴和磨机传动轴为例,实现了以逆响应面法为基础的有限元模型修正,并计算修正前后模态频率误差,结果显示：逆响应面法模型修正效果较优于响应面法,进而验证了逆响应面法在机械结构动力学特性分析中的有效性。     

信息融合与响应面联合的渡槽结构模型修正

针对大型渡槽损伤诊断研究中有限元模型精度问题,提出一种基于信息融合与响应面法(response surface method,简称RSM)的有限元模型修正方法,能够兼顾优化目标和参数优化两个环节。以某灌区渡槽为研究对象,建立初始有限元模型,采用试验设计方法构建待修正参数与特征频率的设计空间,经过参数筛选后建立设计样本的响应面模型;引入自适应噪声的完整集成经验模态分解和奇异值分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise-singular value decompose,简称CEEMDAN-SVD)降噪方法联合方差贡献率数据级融合算法,对正常运行工况下覆盖三跨槽身振测信号进行多通道融合处理以获取完整有效的实测频率,并以此为目标值对响应面模型进行最优化求解,实现多跨渡槽有限元模型的参数优化。结果表明,修正后的有限元模型计算出的频率与实测频率吻合较好,最大误差为-4.38%,有效解决了大型渡槽结构有限元模型的精度问题,为后续结构损伤诊断等仿真研究提供基准模型。     

响应面有限元模型修正的实现与应用

以响应面有限元模型修正方法为基础,结合软件MATLAB和ANSYS的集成实现了结构模型修正.以钢架结构为例,利用响应面有限元模型修正方法及所编制的工具箱,以实测模态数据为依据,修正了钢架的有限元模型.修正结果表明,有限元模型计算结果与实测结果之间的误差明显减小.     

最优阶次多项式响应面法及其在模型修正中的应用

提出一种构造最优阶次多项式响应面方法,通过多元回归分析参数对响应不同阶次下的拟合精度与显著度,建立判断多项式各参数最优拟合阶次的方法,解决了常规多项式响应面法中阶次固定且统一的限制,提升了代理模型的精度.将响应面法应用于有限元模型修正中,建立基于最优阶次响应面法有限元模型修正的理论框架,提高了修正的效率,并保证了修正后...     

基于响应面法的微操作平台多目标优化

为了提高微操作平台的操作空间和动态性能,基于响应面法对一种新型微操作平台进行了多目标优化设计。采用中心组合设计方法选取仿真试验点,根据试验点建立平台的参数化几何模型,应用软件ANSYS对平台进行静力学和模态分析得到其固有频率、位移放大倍数和最大应力的响应值。根据所得的仿真试验数据,采用最小二乘法和显著性检验建立反映平台性能指标的二阶多项式响应面模型。最后,计算了反映响应面拟合度的评价指标,验证了所建响应面模型的精确性。以微操作平台的放大倍数和固有频率为优化目标,强度为约束,建立了平台的多目标优化模型,采用多目标遗传算法对平台进行优化得到Pareto解集。从Pareto解集可知,固有频率与放大倍数之间是相互冲突的,故需权衡固有频率和放大倍数从Pareto解集选取最优解。比较优化前后平台的各性能指标可知,平台的固有频率增大了35.58%,放大倍数增大了2.33%,最大应力减小了38.97%,证明了提出的优化方法的有效性。     

响应面法用于磨机传动系统扭转振动模型修正

大型设备传动系统的扭转振动影响系统的正常工作,严重时会导致系统损坏,避免共振是缓解扭转振动的有效手段,针对此问题,以某大型磨机设备为研究对象,建立以响应面法的有限元模型修正理论为基础的方法。通过扭转振动分析,经显著参数筛选,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数,对传动系统有限元模型可能存在的误差进行修正。在获得较精确模型的基础上,对其传动系统进行了基于响应面的优化设计,调整系统的模态频率,使其有效避开了系统的工作频率,实现了传动系统的优化,表明以响应面法的有限元模型修正方法对传动系统设计具有参考价值。     

基于响应面法剪切修正GTN模型损伤参数的确定

采用Nahshon-Hutchinson剪切修正GTN损伤模型对小冲杆试验进行有限元仿真。以硅钢板为研究对象,基于有限元仿真和因子试验设计方法,研究了损伤演化参数对小冲杆试验载荷-位移曲线的影响程度,得出影响模拟准确性的关键参数为f_N、ε_N、k_s,并应用响应曲面法确定了这些参数的取值;断裂参数f_c、f_F以小冲杆试验载荷-位移曲线模拟和实验结果对比的方法进行标定。最后,基于不同厚度的小冲杆试样进行实验和模拟结果对比,验证了所确定参数的有效性。     

XK2130大(重)型数控龙门铣床横梁性能有限元分析与研究

在XK2130大型数控龙门铣床横梁设计中引入有限元方法和分析理论为基础的CAE分析优化的设计方法。在样机试制之前对横梁大型结构件性能进行定性及定量的预测及评估分析,并提出了改进意见。为提高该机床的加工精度,提升机床产品质量,缩短产品的设计与制造周期及减少产品开发成本提供了有效方法及手段。     

数控麻花钻磨槽机的设计

为提高加工效率和加工质量,对磨槽机进行数控改造和结构设计,并分析其工作加工过程以达到理想效果.     

基于Web的数控磨床CAD/CAPP/CAM技术

利用ASP技术,在网页中调用自制组建,实现对数控磨床的网络协同设计,在网上在线生成数控磨床的三维模型(CAD),并在网上在线实现数控磨床的工艺设计(CAPP)及在线加工仿真。充分利用异地分布的设计资源,在有效的协同工作机制和支撑平台工具下,统一信息管理,共同完成数控磨床的设计开发。     

基于有限元和响应面近似的卡箍连接处最大弯曲应力估算

在水下航行器壳体连接设计中,卡箍连接设计在实际工程中得到了广泛应用.水下航行器入水过程及其复杂,目前研究对卡箍连接处的力学分析还不够充分.先对水下航行器入水瞬间,卡箍连接处进行力学分析,然后使用有限元和响应面近似法对受力分析加以验证,最后对某型水下航行器卡箍连接处最大弯曲应力进行函数拟合.最后对通过拟合的某型水下航行器...     

基于可靠性分析理论的数控磨床故障排查方法

鉴于目前国内对数控磨床研究较少且相关数据匮乏,对某机床厂生产的30台MSK系列外圆数控磨床的故障情况采用无替换定时截尾试验方法进行了长期跟踪统计,分别根据故障模式和子系统对数控磨床的故障数据进行分组划分,找出故障频发的故障模式,并结合所提出的基于子系统算法的敏感度分析方法(sensitivity analyze,SA)求得对整机可靠性影响最大的关键子系统为电控系统(electrical control,EC),该系统的可靠性指标平均无故障时间(mean time between failure,MTBF)提高10%,可使整机MTBF提升2.06%,敏感度远高于其他子系统。为提高电控系统可靠性,采用故障树分析(fault tree analyze,FTA)对电控系统进行故障排查找出该系统故障频发的原因,采用上行法对该故障树进行定性分析,根据求得的29个最小割集发现,造成该系统故障频发的主要原因是外购外协零部件的可靠性较差。通过改善和优化,最终使得整机的可靠性提升至1500 h,验证了所提方法的有效性。     

薄膜拉伸机构关键零部件有限元分析研究

利用两种CAE分析软件,对新型薄膜主动预拉伸机构的的关键零部件,大胶辊和小胶辊进行有限元分析,得到了两者的共同点和区别。Pro/E的MECHANICA模块,由于其强大的网格划分能力,适用于分析结构复杂、受力较大的零件;而CosMosexpress具有界面简单,效率高的特点,适用于分析一般复杂的零件。二者都能通过新的可视化界面和分析报告,提供准确的分析结果。     

TK6926数控落地铣镗床立柱性能有限元分析与研究

在TK6926数控落地铣镗床立柱设计中引入有限元方法和分析理论为基础的CAE分析优化的设计方法。在样机试制之前对立柱大型结构件性能进行定性及定量的预测及评估分析,并提出了改进意见。为提高该机床的加工精度,提升机床产品质量,缩短产品的设计与制造周期及减少产品开发成本提供了有效方法及手段。     

基于西门子840D系统的大型磨齿机数控改造

基于西门子840D数控系统的功能特点,将其成功应用于MIKRON G300磨齿机控制系统的升级改造.详细阐述了改造方案中控制系统的硬件结构、磨齿机轴的改造配置及关键软件技术,并设计出专用的人机界面,具有很好的使用效果.