基于特征几何变动的三维公差综合建模方法研究

针对计算机辅助公差设计中的三维公差综合问题,研究并建立了基于特征几何变动的三维公差综合方法和模型。在机械产品的装配中,将各零件配合几何特征视为刚体,利用刚体在三维空间中六个自由度方向上的微小几何变动所形成的区域来描述三维公差,在此基础上,采用机器人运动学中的齐次坐标变换方法获得各个特征几何变动量的累积关系等式,并通过工程计算中常用的广义逆求解得到装配功能要求与各配合几何特征自由度变动量间的关系,由此建立三维公差综合模型。最后,将本文阐述的方法运用于齿轮泵装配体实例,得到了轮齿侧向间隙要求与各配合特征几何变动量间的三维公差综合模型,从而验证了本文所提方法的实用性和有效性。     

基于机器人运动学的三维公差累积建模研究

运用机器人运动学中机械手的微分运动与各关节位置微小变动间关系的求解方法,进行三维公差的累积建模研究.讨论了三维公差的特征自由度表示,在运动坐标系基础上建立三维公差的雅可比传递矩阵累积模型,并用矢量积法得到各自由度变动对关键特征变动的雅可比传递系数矩阵.最后给出一个装配体计算实例,所得结果定量地表示了各配合特征各自由度累积对关键特征空间位置及方向变动的影响,反映了三维装配中零件公差累积情况,可以为进一步的尺寸及形位公差设计提供约束方程.     

基于特征自由度变动的装配误差累积建模研究

利用基于装配功能对于各零件装配特征变动的雅可比矩阵,结合特征自由度和变动理论,建立表示装配功能要求的特征变动与装配零件特征变动联系的数学模型。运用该数学模型,可以定量地表示装配特征的变动对产品装配功能要求的影响,为设计者指出对装配功能影响较大的零件公差并有针对性地对其进行公差分析。     

一种面向可装配性的公差分析方法

基于新一代产品的几何技术规范,分析了装配体的几何信息构成,给出了基于自由度分析的变动域建模原理和变动域-SDT(small displacement torsor)映射关系,采用齐次坐标变换描述了特征几何变动在装配体中的传播和累积,建立了包含零件公差信息和装配间隙信息的装配公差累积模型;构建了公差回路的矩阵表达式,用两个简单装配公差分析实例说明了零件可装配性条件及分析过程;最后以一个工程计算分析实例验证了方法的正确性。     

基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法

为了准确有效地评价不同装配序列中累积偏差对产品装配质量的影响,建立基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法,以尺寸变动度所关注的装配特征为目标特征,在构建的装配特征邻接关系矩阵和几何特征公差关系矩阵基础上自动建立偏差传递模型,根据偏差传递过程求解累积偏差确定尺寸变动度。设计人员可据此获得装配质量最优的装配序列,同时可对零件设计公差进行改进。以人造宝石专用加工机床为例,验证了方法的有效性。     

面向并行工程的三维装配公差链分析

提出用装配基准变动方程组来建立装配公差链模型，通过求解此方程组获得三维装配公差链的分析结果：提出装配基准图定量描述装配体零部件之间的配合及位置关系，并且基于此图自动生成装配公差链；应用蒙特卡罗仿真方法给出了计算实例。     

基于辅助定位接点的装配公差建模

针对现有的装配公差数学模型不能完全表达装配定位接点对零件约束的问题,研究零件定位特征与装配定位接点之间的关系。将装配定位接点的配合类型进行归纳和分类,并以向量方程/不等式的方式表示辅助接点上各种配合对零件运动自由度的约束。得到的向量方程/不等式可以表达辅助接点的几何及公差信息,并用于修正一般的装配公差模型。最后通过该方法在公差分析中的应用实例验证了所提方法的有效性。     

基于特征偏差分布的装配精度快速预测模型

针对传统尺寸链公差分析方法忽略了几何公差对装配精度影响的问题,提出一种基于多自由度偏差的几何公差分析方法。分析了几何公差与多自由度偏差之间的关系,建立几何公差分布统一模型;并在此基础上解析了平面、直线在公差域约束下的多自由度偏差分布;通过装配偏差累计,得到装配精度的解析模型,该模型建立了各自由度方向上偏差分布与装配精度之间的函数关系,实现了几何公差的快速分析。结合某部件装配为例,验证了模型的有效性。     

自动武器闭锁机构三维装配精度分析技术研究

闭锁机构是自动武器的主要工作机构,其装配质量对武器发射可靠性与使用安全有较大影响。目前,自动武器产品的公差分析仍使用传统的线性尺寸链计算方法,而忽视了特征变动和配合间隙对装配质量的影响。通过三维偏差分析技术对闭锁机构装配精度进行预测,提出了特征要素离散化处理的方法,采用矢量坐标矩阵来描述几何特征要素在空间中的位置变动,通过蒙特卡洛模拟法随机抽样进行仿真试验,模拟实际表面的偏移。分析满足约束条件的随机数样本,求解装配偏差累积模型,得到了与实际装配情况一致的结果。通过实例对比分析了尺寸链计算、旋量矩阵法和软件仿真三种方法的特点,验证了该方法的有效性,为自动武器设计制造集成应用的实施提供了参考。     

雷达天线举升机构重载转动副偏差计算与可装配性分析

针对某型雷达天线举升机构中的重载转动副,利用小变量簇的变动范围来表达零件特征的几何变动域,基于坐标转换矩阵建立公差分析模型,并运用此模型表述重载转动副装配过程偏差的传递及累积,从而对装配过程中零件公差、间隙引起的装配偏差累积和零件配合特征产生的间隙进行比较;提出针对重载转动副的可装配性评价概念,同时进行基于装配过程的参数化定义,并通过实例进行说明。如此可以有效地指导雷达天线举升机构中重载转动副的装配规划,提高整机的装配成功率。     

基于拟蒙特卡罗方法的三维公差综合仿真

针对计算机辅助三维公差综合中蒙特卡罗仿真计算收敛速度慢以及结果不稳定的不足,提出了基于拟蒙特卡罗的三维公差综合仿真方法。在基于旋量参数和旋量矩阵的三维公差表示方法的基础上,利用机器人学中刚体坐标变换及广义逆矩阵的相关知识建立了三维公差综合仿真等式。给出了拟蒙特卡罗方法中采用Halton序列产生正态分布随机数的方法以及基于拟蒙特卡罗的三维公差综合仿真流程。最后,将所提方法应用于齿轮泵装配实例,结果表明,拟蒙特卡罗方法收敛速度快,获得的结果稳定、可靠,可以简单高效地应用于计算机辅助三维公差综合的模拟仿真。     

以低浓度异甘草素为基质的MALDI-TOF MS用于小分子的检测研究

以低浓度异甘草素(ISL,0.05 mmol/L)为基质,采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对精氨酸、甘露醇和苏氨酸-亮氨酸二肽等小分子物质进行分析检测。实验结果表明,以低浓度异甘草素作为MALDI-TOF MS分析小分子物质的有机基质,所获得的斑点均匀性和重复性、耐盐能力、分辨率等均显著优于常用基质2,5-二羟基苯甲酸(DHB)、2,4,6-三羟基苯乙酮(THAP)。本实验可为有机基质在小分子分析中的应用开辟新的窗口。     

新型三平移一转动并联机构及运动学分析

根据并联机器人机构结构综合理论，以单开链支路为单元，提出了一种能实现空间三维移动和一维转动的四自由度并联机构。分析了该机构的运动特性，运用连杆DH矩阵，探讨了具有5R支链的建模方法，给出了机构位置反解的数学模型，并在ADAMS虚拟样机软件及MATLAB数学计算软件上进行了数值验证。这种机构具有4个自由度运动特性，在结构上具有较好的对称性，且支链结构可进行模块化组装，有较好的应用前案。为机构建立的反解模型较简单，数值验算证明是正确的。机构的运动学反解模型为该机构作进一步的运动学动力学及优化设计研究打下基础，并为系统控制提供了理论依据。     

支持无余量装配的容差语义建模技术研究

主流三维CAD系统侧重于产品的几何模型描述 ,其容差信息的描述方法对容差分析与综合的支持有限。容差设计是装配设计的主要工作之一 ,直接影响到产品的可装配性。航空产品研制过程中通常用工艺余量来补偿装配累积误差 ,不合理的余量将导致装配效益低下。因此 ,本文提出了一种新的容差建模方法———支持无余量装配的容差语义建模技术 ,建立了支持无余量装配的容差语义模型。本模型包含父子装配单元之间的从属关系、装配单元之间的约束关系和零件的属性等信息 ,采用统一建模语言 (UML)进行描述 ,并给出了实例对本方法进行了验证。本模型能够较全面地表达产品的设计意图 ,为余量优化设计、装配容差分析与综合提供必要的信息支持。     

基于基质辅助激光解吸-电离质谱的磷脂分析和成像的基质体系与制样方法

由于磷脂在神经传递和生物膜功能方面的重要作用,磷脂分析已成为目前脂质组学研究的热点,而基质辅助激光解吸-电离成像质谱(MALDI-IMS)是磷脂分析和成像的先进技术。针对磷脂特点,优化基质溶液组成并建立合适的基质制样与覆盖方法是最关键的环节。为了建立具有高真空稳定性(稳定存在2h以上)、耐高频率激光辐射、无基质峰干扰、分布均匀且不引起分析物位移、能全面解吸-电离不同结构与浓度的磷脂,并准确表征其空间分布情况的基质体系,不少研究者进行了大量的研究。本工作从基质类型变化出发,综述了近10年来MALDI-IMS用于生物组织磷脂分析和成像的基质体系及制样方法,并对其发展前景进行了展望。     

面向公差技术的几何要素自由度表示与操作及其应用

描述了几何要素的本征方向和本征自由度概念、几何要素自由度的表示方法和约束自由度的计算规则。根据基本几何元素的几何特征以及与基准要素的位置关系确定了几何要素的本征方向,根据几何量测量原理,提出了基准要素约束自由度的计算方法,建立了基准体系约束自由度的计算规则。根据公差类型与基准要素和目标要素的关系,建立了公差设计正确性、完整性验证的具体规则,提出了基于自由度分析的公差标注正确性验证方法。     

机械制造企业客户满意度分析

介绍了机械制造企业的客户关系管理功能模型，通过建立判断矩阵，得出轧机类产品设计制造中各项指标的相对重要性，采用层次分析法对客户满意度进行了评测，得出的结果对于进一步改进设计、提高用户满意度具有一定的指导意义。     

基于三维图样的公差优化分配方法研究

提出了基于模型定义技术及动态同构树数据框架的三维图样实现方法,为数控机床公差优化分配过程提供优质数据源。基于雅可比旋量法构建了公差分析模型,对公差传递链各个环节进行了敏感度分析。在满足设计要求的条件下,以成本最小为原则,对各环节公差进行最优配置。以某龙门导轨磨床磨头为例,建立了各零部件的三维图样,并在系统中完成了其公差优化分配过程。验证了基于三维图样的公差优化分配方法的可行性。     

Dry Sliding Friction and Wear Mechanism of TiC-TiB2 Particulate Locally Reinforced Mn-Steel Matrix Composite from a Cu-Ti-B4C System via a Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS) Casting Route

An Mn-steel matrix composite locally reinforced with in situ TiC-TiB₂ ceramic particulates was successfully fabricated via a self-propagating high-temperature synthesis (SHS) casting route in a Cu-Ti-B₄C system with various Cu contents. The effect of the Cu content on wear behavior, wear surface, and wear mechanism of the composite was investigated against an AISI H13 mating disc in similar testing conditions at various applied loads and sliding velocities. Moreover, the phase identification and microstructure of the composite were examined. With the increase in Cu content, the wear resistance of the Mn-steel matrix composite decreases first and then increases. Impressively, the composite with 30 wt% Cu content has the highest wear resistance. The enhanced wear resistance can be attributed to the combination of size of ceramic particulates, number of pores, and strength of the interfacial bonding. The dominant wear mechanisms of the TiC-TiB₂ ceramic particulate–reinforced Mn-steel matrix are ploughing grooves and delamination wear associated with more abrasion and adhesion.