混联驱动三维椭圆振动辅助切削系统压电迟滞建模与补偿

针对混联驱动三维椭圆振动辅助切削系统中由压电驱动导致的迟滞非线性问题开展研究.首先分析了该系统迟滞的产生原因,选择Bouc-Wen模型描述该系统各轴向子系统中输入电压与输出位移之间的数学关系,并引入前期粒子群算法和自调整转换概率来提高传统花授粉算法的寻优能力和辨识精度;其次,依据Bouc-Wen模型进行控制策略设计,为提高系统控制精度及稳定性,在传统前馈控制基础上结合PID反馈控制构成复合控制策略补偿迟滞非线性;最后,以Y 1轴向子系统为例,通过跟踪实验验证所设计复合控制策略的有效性,最大跟踪误差为0.304μm.采用复合控制策略进行迟滞补偿后,系统迟滞分量明显减小,系统具有更高程度的稳定性.     

径向锻造过程工件旋转振动分析

径向锻造过程中,当锤头和工件接触时,工件逐渐进人停止状态,而当锤头完全脱离工件后,工件在弹性杆势能的作用下进人旋转振动状态,因此,选择合适刚度的弹性杆对工件的运动状态甚至工件加工质量具有十分重要的影响.结合解析法和有限单元法,对工件和弹性杆构成的旋转振动系统进行数学建模,分析了锻造过程中工件的旋转运动状态,并讨论了弹性...     

基于压电驱动的液压放大盲文触点设计与试验

利用液压放大原理实现较好的输出性能,设计一种基于压电驱动的液压放大柔性盲文触点装置。说明盲文触点装置的结构及工作原理,并对液压放大单元进行理论分析及参数化设计。利用MATLAB仿真分析得出位移放大倍数与流体腔的直径和高度的关系,利用激光测微仪测量压电振子和柔性薄膜触点在不同驱动电压下的输出位移,试验与理论分析相吻合,验证了理论分析的正确性。最后对装置进行测试,结果表明：当流体腔直径为20 mm、腔高为3 mm、充水量为0.9 mL、共振频率为317.5 Hz时,位移放大比为4.16,柔性薄膜触点位移为0.226 mm,可供盲人感知字符,验证了用压电驱动液压放大方式构造盲文柔性触点是可行的、有效的。     

振动辅助式磁性研磨装置的设计及研究

通过对传统外圆磨削分析并在磁性研磨基础上,增加振动辅助,可以改善被加工工件表面的磨削质量,提高了磨削效率。依据圆柱面的磨削特点,通过改装CA6410普通车床,设计出了适用于圆柱面磨削的振动辅助研磨装置,这为振动辅助式磁性磨削的研究解决了设备问题。     

全弧型结晶器液压振动装置轨迹的仿真分析

论述了在不考虑结晶器振动装置的弹性变形的情况下,采用多刚体动力学方法仿真结晶器运动轨迹,将仿真出的运动轨迹与铸机扇形段的曲率进行比较,以确定结晶器振动时的仿弧轨迹误差.     

动车车轴自动夹紧及旋转驱动装置的研究

在铁路动车车轴的制造或运行过程中,其加工尺寸、制造及运行缺陷的自动检测一直是一项重要的课题。自动检测要求车轴能中心定位并匀速旋转,转速可调。针对动车车轴的结构特点设计了一种专用的床式装置,阐述了装置的结构及相关设计计算。利用该装置可实现车轴的自动夹紧、轴向中心定位并驱动其匀速旋转。辅以加工尺寸或缺陷自动检测装置,即能成为一台全自动的动车车轴检测机床。     

深孔超声轴向振动钻削装置的设计与研究

根据振动切削机理对超声振动钻削和普通钻削进行了分析和比较,设计出一种在摇臂钻床上加工小直径深孔的超声轴向振动钻削装置.并分析了超声振动钻削装置设计中的一些关键技术问题,为在摇臂钻床上加工小直径深孔提供了一种新的工艺方法.     

工作液超声振动辅助电火花小孔加工装置设计与试验

电火花加工小孔存在电蚀产物排出效率低导致加工效率低、电蚀产物排除导致二次放电现象影响加工精度等问题,而超声振动在工作液中产生空化效应和泵吸作用,能大幅提高电火花的排屑和消电离能力,进而在很大程度上减少上述问题的发生。设计一套工作液超声振动辅助电火花小孔加工装置,主要包括主轴系统、微三维运动平台、超声振动工作液槽和数据采集系统,其中主轴系统包括NSK电主轴、引电结构、工具电极装夹结构,可以实现工具电极的高速旋转;基于LabVIEW开发了电火花小孔加工控制系统,主要包括初始化模块、粗定位模块、恒电压对刀模块、实时电压分段控制加工模块和实时显示模块。开展了工作液超声振动辅助电火花小孔加工试验研究,试验结果表明：随电火花加工电压的增加,工件材料去除率和电极损耗率都趋于增大。     

辅助控制器对金刚石圆锯片振动的影响研究

通过ANSYS建立了锯片-辅助控制器模型,并运用谐响应分析方法,主要分析了有无辅助控制器、不同刚度辅助控制器对锯片振动的影响。最后通过测量锯片-辅助控制器的系统幅频特性来验证仿真分析结论。仿真及实验结果表明:外加辅助控制对锯片在共振频率上的振动抑制效果相当显著,对非共振频率点上的振动也有一定的抑制效果。     

基于AMESim的旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统设计与建模仿真分析

设计了旋转冲击型锚杆钻机液压驱动控制系统,分析锚杆钻机工作时,液压冲击系统、推进系统、回转机构(转钎)液压回路及钻机防卡钎回路的工作原理,根据抽象设计变量理论,推导出锚杆钻机性能参数冲击能E、冲击频率f和输出功率N与液压冲击器工作流量Q(或工作压力p)及活塞回程加速行程Sj的关系,采用AMESim软件对其进行建模仿真,根据仿真曲线分析了锚杆钻机在冲击钻进时,系统工作压力和推进力对液压冲击器活塞行程、冲击能、冲击频率和冲击器功率的影响。仿真结果验证了液压驱动控制系统设计的合理性和可行性,为锚杆钻机液压驱动系统设计提供了理论基础。     

基于相位差控制的双机驱动振动系统优化设计

建立了反向回转双机驱动振动系统的动力学模型,通过动力学分析,根据振动系统的动力学模型和感应电机的数学模型进行了计算机仿真,结果表明其自同步状态较差.然后分析了基于两个偏心块相位差对双机驱动振动系统进行控制的方法,对振动系统进行优化设计,计算机仿真结果表明该系统实现了速度同步和相位同步,验证了优化设计的有效性.     

小型电火花加工装置中电极的驱动与控制

提出了一种适合电极直接驱动的小型电火花加工装置的电极驱动控制方法 ,设计了该驱动控制系统的软、硬件 ,实现了电极的跳跃式移动。该装置具有体积小、重量轻、结构简单和响应速度快等优点     

共振式电磁激振器振动系统的仿真分析

通过对激振器激振力、质量、振幅及固有频率、动力系数和调谐值的分析计算,建立起激振器振动的数学模型,并对其进行了仿真分析。对研究和设计新一代激振器具有一定的参考价值。     

视觉定位下的并联机械手运动仿真平台设计

针对Delta并联机械手对目标物体的拾放任务,基于MATLAB图像处理技术获取目标物体的中心坐标,并在直角坐标空间中进行机械手的五次多项式轨迹规划,得到末端运动平台的运动轨迹。建立Simulink/Simmechanics联合仿真系统,采用Simulink完成多项式轨迹规划并得出驱动臂的实时目标角度,传递给Simmechanics模拟机械手的连续轨迹运动,得到机械手的动力学参数。运用MATLAB/GUI设计仿真平台,集成图像处理和机械手运动仿真并实现不同插件之间数据的传递。最后通过运动仿真实例验证了仿真平台的有效性,对机械手驱动电机选型和智能化控制研究有较大价值。     

超声振动辅助滚压参数对钛合金表面残余应力的影响

结合有限元分析和实验研究,基于与普通滚压工艺的对比,对超声振动辅助滚压强化钛合金表面的残余应力场进行分析,获得了沿改性层深度方向的残余应力变化和瞬态应力分布云图。结果表明:与普通滚压相比,超声振动辅助滚压可改变滚压头和材料表面接触力的作用方式,使应力波沿着材料深度方向动态传播,从而产生更深的残余压应力影响层,并导致压应力层下移。在实验参数条件下,最大残余压应力值和表面残余应力值都随着静压力的增大而显著增大;随着主轴转速的增大,最大残余压应力值明显单调增加,而最大残余压应力层深度逐渐减小;振幅对残余应力场的影响不十分显著。     

超声振动辅助缓进给磨削温度场仿真与试验分析

目的通过对比研究磨削过程中超声振动辅助缓进给磨削工件表面的温度变化,验证超声振动对磨削热的影响,为进一步研究磨削机理提供依据。方法基于磨削温度场解析模型,建立了磨削热源平均强度。运用ANSYS软件热分析模块分别对普通缓进给磨削和超声辅助缓进给磨削进行了工件表面温度场仿真,得到了不同载荷步的温度场分布以及工件表面的温度时间变化曲线,较准确地反映了磨削工件时工件表面的温度变化。结果试验和模拟表明,缓进给磨削工件时,工件表面温度较高,对工件施加超声振动后,能够有效降低磨削力,减少磨削过程中产生的热量,降低工件表面温度20%左右。结论超声振动辅助磨削工件时,由于工件高频振动导致磨粒与工件间断性接触,使磨削过程变为有规律的脉冲状断续磨削,有利于工件散热,降低了磨削温度,为避免缓进给磨削时容易出现的磨削烧伤现象提供了技术支持。     

一种基于柔性铰链微旋转平台设计与仿真

针对微/纳精密操作定位精度需求,采用压电驱动方法,设计一种基于柔性铰链的新型微旋转平台。设计一个直角柔性铰链一级放大机构对机构的输入位移进行放大;并对放大倍数和旋转角度进行了理论分析;比较该微旋转定位平台输出位移理论值和ANSYS有限元仿真值,理论值和仿真值基本吻合;对微旋转定位平台的柔性铰链应力变形进行了验证,在满足其输出位移情况下,材料的力学性能符合设计要求。     

大型穿孔机顶杆预旋转装置的设计与研究

顶杆预旋转装置是管坯在穿孔机中咬入并接触到顶头的瞬间,能够给顶杆提供启动转矩的一种装置。依据实践提出了在大型穿孔机组增设顶杆预旋转装置的必要性,介绍了有关设计计算方法。顶杆预旋转装置对提高顶杆刚度,改善管坯咬入和穿孔工艺条件,提高毛管质量具有重要作用。     

旋转超声振动铣削Cr12MoV轴向切削力与表面粗糙度研究

为研究切削参数对切削效果的影响,将旋转超声振动铣削引入Cr12MoV模具钢铣削过程中;通过正交试验设计开展切削试验,从轴向平均切削力和表面粗糙度两方面研究了旋转超声振动铣削参数选择对Cr12MoV模具钢加工的影响.结果表明:在旋转超声振动辅助铣削Cr12MoV模具钢的过程中,主轴转速和切削深度对轴向平均切削力和表面粗糙...     

结晶器振动装置的应用与发展

介绍了结晶器振动装置在连续铸钢中的重要作用,两种振动方式(正弦振动与非正弦振动)的特点及采用的实现机构,分别分析了三种振动机构的特点、原理及应用。