基于模态参数计算边界条件的方法

提出了一种计算结构边界支撑刚度的新方法。该方法以结构的实测模态参数为基础,利用结构在无支撑条件下低阶固有频率为零这一特点,通过逆推计算来确定结构的边界支撑刚度。该方法也可用来预测边界条件改变时固有频率和固有振型的变化规律。通过两个理论实例对该方法进行了解释和验证,计算结果表明,该方法是正确的和有效的。该方法已成功地应用于印刷机边界支撑刚度的识别,并发现了印刷机安装过程中的支撑不对称性。     

基于实验台架的某机枪实验模态分析研究

搭建了基于DASP的试验模态分析系统,在DASP系统模态分析模块下对基于试验台架的某型号高射速机枪进行了简化建模。采用多点激励单点响应法,对该型号机枪进行锤击实验,对所采集数据进行分析处理,建立传递函数。在时域内采用特征系统实现算法(ERA),在频域内用不同的方法对其进行定阶、拟合。综合各种方法进行对比,对所定阶数进行优化,去除虚假模态,获得了该试验台架机枪系统的各阶模态参数,为基于实验台架的该型号高射速机枪自动机故障诊断工作提供了可行性的理论证明,也可以作为进一步改进机枪的结构特性以及基于模态分析的损伤识别等提供理论依据。     

梁结构边界条件识别的行波法

基于Euler-Bernoulli梁模型，研究了梁结构的波动动力学方程以及结点散射关系，在此基础上提出了行波法识别梁结构边界条件的新方法。以系统固有频率值为已知量，从行波观点出发，建立起系统的特征方程，由特征方程反解识别得到结构的边界参数。通过对附加弹性支撑的悬臂梁进行振动实验，利用所测的低阶固有频率值，辨识出边界的横向和扭转刚度。实验结果表明，该方法具有良好的识别精度，是一种极有潜力的参数辨识方法。     

某种转管武器的缓冲器设计

通过缓冲器的结构和参数设计,以减小转管机枪的后坐阻力。利用Matlab工具进行优化设计,获得了缓冲装置优化后的结构参数和其全枪动力学曲线。结果表明文中所述弹簧-气体缓冲器是降低转管机枪后座阻力的可行途径。     

机枪弹性部件有限元建模及模态分析

利用有限元分析软件Nastran建立了某型机枪弹性部件的有限元模型,并对其进行了自由模态分析.计算结果表明弹性部件的设计是比较合理的.该研究工作不仅为建立刚柔耦合的虚拟样机打下了坚实的基础,而且为机枪系统进一步的结构优化提供了参考依据.     

槽式太阳能桁架支撑结构参数化建模与数值分析

采用ANSYS有限元软件与Visual C++可视化编程系统相结合的方式,借助参数化建模与数值分析功能,创建桁架支撑结构槽式太阳能的参数化模型及有限元分析平台。在该平台输入关键参数,自动生成桁架支撑结构槽式太阳能整体的有限元模型和边界条件,最后通过调用ANSYS相关模块进行静力、模态等分析。通过简化该类型槽式太阳能支撑结构的建模过程,为更深入地研究桁架支撑结构槽式太阳能提供了快捷方便的数值分析平台。     

利用Taylor变换的结构动力学边界条件识别

引入了求解非线性微分方程的Taylor变换法,建立了识别结构系统动力学边界条件参数(包括边界质量,刚 度和阻尼)的方程。该方法可以利用任意外载激励下的响应识别系统的边界参数,而不需进行模态试验。文中,对 该方法的理论进行了推导,并给出了算例分析和实验,表明该方法有效可行,具有一定的工程应用价值。     

通过边界条件的设计控制结构固有振动特性

研究了通过设计结构的边界支撑条件来控制其固有频率和振型节线位置的方法。对较少的边界支撑条件进行设计，就可达到对较多的结构参数进行设计所能获得的效果，这在理论和实践上都具有一定的价值。为验证这一思想，文中给出了一个计算实例及其实验结果。     

用于机械系统变刚度支撑的电磁支撑研究

利用电磁支撑的支撑刚度参数随励磁电流变化而改变的原理,构建了具有机械支撑和电磁支撑并联特点的支撑形式,实现机械系统变刚度支撑。在对电磁支撑的基本结构及特点进行阐述的基础上,通过对其数学模型的分析,得到了电磁力的线性化准则和支撑系统综合刚度为正的准则,探讨了衔铁偏心和动态间隙对电磁支撑特性的影响。对具有机械支撑和电磁支撑并联特点的悬臂梁实验装置系统的电磁支撑刚度与附加阻尼参数进行了识别。结果表明：附加阻尼参数的实验值远远小于理论值,在一定条件下可以忽略不计;支撑刚度参数的识别值在静态工作点附近具有较高的精度,说明该电磁支撑可以实现机械系统变刚度支撑。     

反射镜柔性支撑结构的模态参数分析

为解决全面、准确地检测反射镜柔性支撑结构的柔度参数的问题,将参数辨识技术应用到柔度测试领域中。开展了在频域中基于模态参数辨识理论分析柔性支撑结构柔度参数的分析。首先,对于串联弹簧-质量-阻尼系统的传递函数及其性质进行了推导,建立了一种对于串联模型端部子系统参数进行辨识的方法;然后,利用计算机进行了数值仿真,以验证上述理论推导的准确性;最后,针对某小型反射镜的柔性支撑结构Bipod进行了实验验证。实验结果表明,该测试方法与传统的测量方法相比误差小于5%,证明了该方法的可行性,对其他柔性部件的检测分析都有较好的指导意义。     

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。     

PID控制器在带压修井作业中的应用

在带压修井过程中,为了解决油管重量增加或减少引起的不平稳、振荡等问题,需要根据不同的负载情况来调整起吊机的输出。S7-200系统中带有的PID控制器能够根据外部实际的负载情况,通过PID运算对起吊机的输出进行控制,使之与负载相符,并且通过稳定边界法求出最优参数。通过MATLAB仿真能够看出,由稳定边界法求出的参数能使系统快速稳定地响应。     

改善数控机床主轴系统热特性有限元分析精度的方法

提出了一种根据数控机床主轴系统实测温度数据来调整有限元模型热载荷的方法,给出了基于实测数据调整有限元分析关键参数的方法。以数控螺纹磨床主轴系统有限元模型校准为例,通过仿真实验方法说明了所提出方法的应用步骤,并证明了其有效性。     

Suppression of thermal deformation of machine tool spindle using TiC-Fe composite

The minimization of error generation in machine tool spindle is important because high-speed and ultra-precision machining are extensively utilized in industrial fields. The thermal deformation of the machine tool spindle generated by the frictional heat between the outer and inner bearings can deteriorate the machining accuracy. In this study, a TiC−SUS431 composite was fabricated using the liquid pressing infiltration method to suppress thermal deformation, and its thermal properties were obtained by thermal characteristic tests. For the transient thermal analysis with finite element analysis, the parameters of the machine tool spindle-bearing model were selected, and the boundary conditions were calculated. The temperature and thermal deformation of the analysis model were compared by applying SCM415 and TiC−SUS431 to the material of the machine tool spindle and changing the rotation speed. From the analysis results, it was demonstrated that the TiC−SUS431 machine tool spindle can improve the machining accuracy by minimizing the spindle thermal deformation.

     

刀具几何参数对钛合金TB6切削力的影响研究

切削力是金属切削过程的重要物理参数之一,直接影响到工件质量、刀具寿命、机床功率消耗,是分析设计机床、刀具、夹具的重要因素。本文使用田口方法,以切削力为指标,对刀具几何参数中的前角、后角、螺旋角进行了分析优化。采用L9(34)正交试验表,设计了不同几何参数的刀具,对每组参数组合进行了切削试验,得到了在相同切削条件下的切削力。利用信号与干扰比分析、方差分析研究了不同几何参数对切削力的影响,获得了切削力最小情况下的刀具的最优几何参数组合。最后,使用优化后的几何参数实际验证了该方法的有效性。     

6自由度并联机床支链干涉建模及试验研究

以6自由度并联机床为研究对象,建立基于作业空间的干涉模型—含参数非线性方程组;利用连续法求解该模型解集的边界,此一维边界直观地描述出刀具终端位姿与支链干涉的关系;提出通过控制机床的多余自由度来避免支链间干涉,从而简单、有效地解决了6自由度并联机床操作安全性问题。     

点焊熔核形成过程的有限元模型

介绍了模拟点焊熔核形成过程的轴对称电、热、力学有限元模型。提出了点焊过程导电、传热和力学行为之间耦合作用的模拟方法和接触电阻分析方法。模型中也考虑了焊机特性、随温度变化的材料性能以及各种边界冷却条件的影响。试验验证结果表明，数值模拟结果与实际吻合良好。该模型提供了一种有效的点焊过程理论分析手段。     

数控龙门镗铣床立柱结构特性分析及优化

运用结构优化设计方法,对某型号数控龙门镗铣床立柱进行了静动态结构分析,并且提取了立柱结合面的受力情况,为后续的分析提供了精确的边界条件。然后对立柱进行参数优化,建立了数学优化模型,并采用拉格朗日二次规划法进行优化计算,得到满足条件的设计变量。优化结果表明,在产品设计阶段将传统的设计与结构优化设计方法结合起来,可以有效提高产品的精度和综合性能。     

基于ANSYS的机床电主轴温度场计算仿真分析

针对高档数控机床热变形严重影响加工精度和加工产品质量的问题,首先介绍了高速电主轴的特点.其次,选取了某一种型号的电主轴和支撑结构,计算出热参数.再次,运用ANSYS有限元软件对电主轴单元的温度场进行了稳态和瞬态仿真.最后,根据仿真结果,提出了改善电主轴温度场分布不均匀的措施以及减小电主轴热变形的方案,为机床和加工中心等装备实现高速、高精密加工提供了一定的技术依据.