机翼结构质量分配方法探讨

在进行飞机设计时,机翼结构的重量的分配十分重要。但是机翼结构的质量分配需要考虑诸多因素,提出一种机翼结构的质量分配方法。进行机翼结构的质量分配时,一般将其按照一定比例分配到承剪结构、承弯结构、起落架结构、气动荷载结构、燃油结构、前后缘结构以及其他一些附属结构等。需要对机翼结构的质量分配的方法进行探讨,分析质量分配方法的合理性和有效性。     

热环境下的结构动力学特性优化

飞机上很多结构处于热和振动的复合环境中,在结构优化设计时应该综合考虑两者的影响。热环境对结构动力学特性的影响体现在结构刚度矩阵的改变,从而导致结构的固有频率改变。基于对热环境下结构动力学特性的分析建立热环境下结构动力特性优化模型,针对均匀温度场和热传导两种热环境下的结构,并考虑制造工艺,对结构进行动力学特性优化。优化结果表明:考虑热环境的结构动力学特性优化提高了结构的固有频率,使结构的固有频率远离外界激励的频率范围,避免由于热使结构固有频率改变而导致共振现象。     

有限元技术在基于能量平衡的机床动态设计中的应用

结构动态系统的能量平衡是实现机床结构动态设计的主要依据。将有限元技术应用于基于能量平衡的结构动态优化设计中,在介绍结构动态系统能量分析方法的基础上,针对某平面磨床床身进行了结构动态分析。结果表明,该结构动态优化设计方法对找出机械结构的薄弱环节、结构的动态设计优化有指导作用,可推广到其它结构的动态设计中。     

有限元技术在基于能量平衡的机床动态设计中的应用

结构动态系统的能量平衡是实现机床结构动态设计的依据之一.文中尝试将有限元技术应用于基于能量平衡的机床结构动态设计,在介绍结构动态系统能量分析方法的基础上,针对结构动态系统的有限元模型,提出定量描述结构动态特性优劣的方法,通过算例对悬臂梁结构的集中参数模型能量分析结果与有限元能量分析结果进行比较,并以有限元能量分析实现悬臂梁结构的改进.结果表明该结构动态设计技术具有明显的优越性,最后将该技术应用于某平面磨床结构的动态特性分析,找出该磨床结构的薄弱环节,对该磨床结构的优化设计起到指导作用.     

机械结构形态知识融合

针对机械结构形态三维模型重建时基本体形态特征孤立的问题,提出机械结构形态的知识融合算法。通过分析基于本体的机械结构形态知识转换关系,提出基本体转换模型知识、机械结构形态元知识、机械结构形态知识的表示方法。根据机械结构基本体形态的特点提出机械结构形态元知识融合的包容规则、叠加规则、关联规则及吸收规则,并根据机械结构基本体的运算关系分析融合规则的运用规律,提出机械结构形态知识融合算法,实现了机械结构基本体形态的有机整合。支架实例验证了机械结构形态知识表示方法及其知识融合算法的有效性。机械结构形态知识融合为机械结构形态建模提供了实践的方法,简化了机械结构三维模型的特征。     

面向关键结构的装配体检索方法

针对装配体难以分类检索的问题,提出一种面向关键结构的装配体检索方法。利用装配确定性划分装配体,提出联接结构、运动副结构和装配体结构的概念。根据装配体结构可以包含更基本装配体结构,将装配体结构进一步分解为基本装配体结构和装配体结构单元。讨论了装配体结构单元的定义、分类、分解和判别方法。以装配体结构和装配体结构单元作为装配体的关键结构,以装配体装配结构模型作为评价装配体关键结构相似性的特征,借鉴文本信息检索方法建立关键结构的倒排索引,通过关键结构布尔模型检索装配体,提出中心零部件、拓扑分层模型子结构的概念,以及装配体结构、装配体结构单元标引算法,实现了结构单元的计算机自动识别和高效标引,并以阀杆组件为例验证了方法的有效性。     

基于扩展有限元法的工程机械焊接结构断裂分析

针对工程机械焊接结构的强度分析问题,结构的断裂强度评定是保证结构可靠性的关键。首先利用有限元法分析焊接结构的静载强度,然后提取考查焊缝区域的应力场,作为断裂分析的载荷,基于断裂力学理论分析局部的焊缝特征,以扩展有限单元法为计算手段,分别计算焊接结构断裂强度与疲劳强度,应用结构完整性评定与损伤累积理论,校核焊接结构的断裂强度,估计结构的疲劳寿命。结合工程实际,说明所提出的焊接结构分析方法可为工艺设计提供依据。     

轴向磁力轴承结构综述

按照悬浮力的产生方式将轴向磁力轴承分为主动型、被动型和混合型,主动型的优点是能够产生可控电磁力,被动型的优点是结构简单,混合型兼顾了主动型和被动型的特点。在研究同心单环结构的基础上,分析了具备冗余性的同心多环冗余结构及叠片式冗余结构,从电磁力角度看,整体式同心双环结构优于同心三环结构,叠片式六环结构优于叠片式四环结构和叠片式八环结构。最后,对轴向磁力轴承在结构、控制及工业应用方面的发展前景进行了展望,轴向磁力轴承的结构应当朝着更具备冗余性和重构能力的方向优化。     

运用拓扑优化的结构损伤定位

以结构共振频率和结构某点的反共振频率为基础,对拓扑优化中的渐进结构优化法应用于结构损伤定位的可行性进行了研究。基于结构共振频率和反共振频率的灵敏度分析,建立了损伤定位的数学模型,提出了利用渐进结构优化法进行损伤定位的策略。针对单一和多处损伤结构,分别给出了损伤定位的数值算例,对不同的损伤结构予以讨论,并准确识别出了损伤位置。结果表明,在已经测得结构损伤前后共振频率和反共振频率的基础上,渐进结构优化法能够在整个结构区域内寻找损伤点,有较好的搜寻效果。     

MEMS加工误差对圆环形与多边形多环陀螺 结构对称性的影响研究

基于前期实验结果,为了进一步研究MEMS加工误差对多边形与圆环形多环陀螺结构加工后结构对称性的影响,作为对比,基于相同的结构设计原则,分别设计了2组不同结构半径与环数的圆环形与多边形多环结构,并在同一晶圆上完成了2组结构的MEMS工艺加工。搭建了多环陀螺参数测试系统对结构频差进行测试,测试结果表明,2组实验中多边形结构的频差均明显优于圆环形结构,且结构半径更大、环数更多的一组频差对比更加显著,表明MEMS加工误差对多边形结构的影响较小,意味着直线形几何结构比曲线形几何结构对MEMS工艺加工误差具有更高的容忍度。该实验结果对于所有需要高结构对称性的谐振结构设计具有指导意义。     

MATRIX ALGEBRA ALGORITHM OF STRUCTURE RANDOM RESPONSE NUMERICAL CHARACTERISTICS

A new algorithm of structure random response numerical characteristics, named as matrix algebra algorithm of structure analysis is presented. Using the algorithm, structure random response numerical characteristics can easily be got by directly solving linear matrix equations rather than structure motion differential equations. Moreover, in order to solve the corresponding linear matrix equations, the numerical integration fast algorithm is presented. Then according to the results, dynamic design and life-span estimation can be done. Besides, the new algorithm can solve non-proportion damp structure response.     

直线电机直接驱动技术在精密加工中的应用

直线电机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大、精度高、振动和噪声小等一系列优点,是各类高速精密机床的理想传动方式。介绍了直线电机的工作原理与结构类型及其在高速精密加工中的应用状况、存在的问题和解决方案。     

集成制造系统中基于重复控制的直线伺服单元

重复控制的直线伺服单元主要适合于跟踪快速变化的周期性信号，其输出为期望的周期性直线机械运动。这种运动在ＣＩＭＳ上的自动化设备中较为常见。文章介绍了永磁直线伺服单元的机械结构及重复控制的基本原理；给出了重复控制的直线伺服单元的典型应用场合和实例。     

新型圆筒直线电机推力的解析与数值方法研究

提出了一种新型圆筒直线电机结构.建立了适合其结构特征的轴对称涡流解析方程,给出了方程的解析解.并采用变分方法建立了该轴对称场的有限元模型.数值分析结果表明:两种方法的计算结果一致,验证了解析模型的正确性和可行性.基于分析结果,经选取合适的电机参数,制作了样机,并测试了该电机启动推力变化情况.实验结果和计算结果相符,表明解析模型满足了新型圆筒直线电机的计算要求,同时也验证该方法的可靠性.结果还表明该电机满足了动感雕塑隐蔽驱动的要求.进一步还研究了电机气隙大小、次级厚度等主要结构参数对电机推力等性能的影响,结果显示:气隙增大,推力减小;次级厚度为10mm时,推力为198.51N,达到最大.     

Effect of Molecular Structure on Friction and Wear of Polymer Thin Films Deposited on Si Surface

In this study, the influence of the molecular structure (linear or with bulky side groups) of polymer films covalently attached to Si surface on tribological properties is investigated. Two polymers, PE (polyethylene) and PS (polystyrene), are selected where PE has simple linear molecular structure whereas PS has linear molecular structure but contains bulky benzene groups located at the sides of the linear chain. PE and PS molecules, both with reactive maleic anhydride groups, are chemisorbed onto Si via an intermediate APTMS SAM (3-aminopropyltrimethoxysilane self-assembled monolayer). Water contact angle measurements, AFM (atomic force microscopy), ellipsometry, and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) are used to identify and characterize the polymer films. Tribological properties are studied using a microtribometer where a 4 mm diameter Si₃N₄ ball is used as the counterface. Among the two polymer films investigated, Si/APTMS/PE has shown very low coefficient of friction (0.08) and high wear life (∼4,400 cycles) than those of Si/APTMS/PS. Surprisingly, Si/APTMS/PS did not show any improvement in tribological properties when compared to that of bare Si. The present study proves that the polymer with linear molecular structure without the bulky side groups show good tribological properties even when it is coated as a thin film and hence such polymers can be used as thin-films for reducing friction and wear of substrates such as Si or other materials.     

长定子中低速磁浮直线电机动力学数值分析与优化设计

对长定子中低速磁浮列车直线电机结构进行了较全面的动力学有限元数值分析,获得了列车直线电机结构体的动力学基本品质特性,即固有频率和振动模态。在此数值分析基础上,研究分析了直线电机对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明,对直线电机的有限元分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为磁浮列车调试实验提供了直线电机结构的计算数据,还对直线电机性能的进一步的设计和改进提供了依据。     

可寻址测试芯片测试结构自动分配算法研究

为了缓解由于可寻址测试芯片自动化设计方法的缺失所带来的设计效率低下、设计稳定性不足等问题,针对可寻址测试芯片设计过程中的测试结构分配环节,将线性规划应用到测试结构的自动分配算法中。通过整理现有的手动分配测试结构的方法,得到了一套测试结构分配的基本规则;同时,将这些分配规则转换为多元一次不等式的数学表述,从而构建了针对测试结构分配环节、基于线性规划的数学模型,根据该数学模型,可以发展出一个自动分配器以快速、自动地解决可寻址测试芯片的测试结构分配问题。研究结果表明,基于线性规划的自动分配器可以在数分钟内完成上千个测试结构的自动分配;同时,自动分配器会在考虑各种测试结构分配的基本规则的前提下,在测试单元空间利用率上得到一个最优化组合方案。     

Tchebycheff Lambada近似直线导引机构尺度探究

通过对Tchebycheff lambada近似直线机构的结构和运动特性进行分析,揭示了该机构作为近似直线导引机构,其直线精度高的缘由;对其综合方法进行归纳,总结出以轨迹对称的连杆机构作为近似直线导引机构的综合理论方法;举例证明了该方法的正确性.     

小型制冷装置用线性压缩机的研究及应用

介绍了线性压缩机的工作原理和结构特点,回顾了其发展历程;根据小型制冷装置用线性压缩机发展技术需求,从直线电机、压缩机结构、理论分析和控制系统4个方面,综述了国内外线性压缩机的研究成果;提出我国发展小型制冷装置用线性压缩机需要解决的关键技术问题。     

Design and control of a novel linear wire bonding head

Wire bonding has been one of the standard operations in plastic integrated circuit (IC) package assembly for a long time. With the development of IC assembly technology, the equipment of wire bonding should be improved for even higher performance. Thus, a novel linear wire bonding head driven by a permanent magnet linear motor (PMLM), instead of the rotary bonding structure, is designed to optimize the system structure and improve the performance of wire bonding. Based on two different wire bonding states, the switching control scheme corresponding to this linear structure is presented. In free motion, the position tracking control suppressing the vibration of flexible parts of the structure is performed at high speed and acceleration. In constrained motion, the active force control with direct contact force feedback is adopted for more precise bonding force compared with the indirect current feedback control in previous rotary structure. The experiment results show higher performance of wire bonding because of the combination of novel linear structure and control scheme.