组合阶梯梁振动特性计算方法及应用

在机械加工过程中,对机床主轴进行结构优化或者合理选择刀柄刀具可以改善机床主轴刀柄刀具系统的振动特性,从而提高加工质量和效率.针对机床主轴刀柄刀具系统的振动特性问题,提出了一种基于组合阶梯梁模型的计算方法.基于伯努利-欧拉梁模型,提出了悬臂梁状态下的变截面阶梯梁的固有频率和振型的计算方法;基于实际应用中的刀柄铣刀配合系统,将阶梯梁模型进一步改进为组合阶梯梁模型,提出了梁组合部分的等效弯曲刚度和密度的计算方法,并将该方法应用于刀柄装夹铣刀系统的振动特性分析中,通过有限元法和实验结果验证了该方法的有效性.结果表明:与铁木辛柯梁理论相比,本文算法在计算机床刀柄刀具系统等具有大长径比并且考虑模态阶次较低的情况下,计算误差小,计算效率提高1倍.     

基于模态联合仿真寻优法的机床刀具结合部参数辨识方法

为保证机床加工时的切削稳定性,获得准确的稳定性叶瓣图（切削速度-切削深度关系图）,需要得到机床刀具刀尖点的频率响应函数（FRF）。刀尖在加工时处于旋转状态,无法通过粘贴式传感器直接获取其频率响应函数。针对这一问题,提出了通过准确辨识刀柄结合部间动力学参数来预测刀尖频响。为实现刀柄结合部的动态参数识别,提出了基于模态分析理论的联合仿真寻优法的辨识方法。该方法通过均布弹簧-阻尼单元模拟结合部接触特性,以模态实验测得前2阶模态固有频率及其对应的振幅为目标约束,以结合部间的刚度和阻尼为变量进行有限元分析,采用最小二乘法构建二者的多目标优化函数,并在MATLAB-ANSYS集成环境下建立非线性规划函数寻优任务实现结合部动力学参数的辨识。为了提高辨识效率减少调用有限元分析的次数,采用了样本点构造的方法;为了避免因采样点选取不合理而造成计算量增加,采用了采样区间归一化的处理方式。最后,将优化识别结果通过弹簧单元指令代入有限元模型进行谐响应分析来预测刀尖FRF,对比有限元仿真与模态试验对应测点的频响数据。结果表明,二者的频率响应函数曲线拟合度较高,且前2阶的固有频率误差分别仅为0和0.04%。验证了该方法的可行性,为进一步获得稳定叶瓣图提供支持。     

等距型面刀具刀柄联接有限元分析

针对Sandvik新型刀具使用的三弧段等距型面刀柄/主轴联接方式,使用Pro/E软件对Capto刀柄与主轴联接进行三维实体建模,应用ANSYS软件的静力分析模块对高度非线性的面面接触应力变化和工作过程中不同负载引起的扭应力变化进行分析,得到了三弧段等距型面联接的应力分布特点,为合理使用高速加工刀具提供了理论依据.     

基于BP神经网络对时滞系统的模型参数辨识仿真

主要研究了基于BP神经网络对时滞系统的参数辨识,分析了两种辨识结构和两种建模方法,对系统被控对象的建模采用了神经网络正模型,辨识结构为串-并联型.考虑加强BP网络的泛化能力,用随机数据去训练网络,然后得到训练后的权值,给一个阶跃信号,利用交叉两点法,从而得到时滞系统的特征参数.通过仿真,基于BP网络对时滞系统的参数辨识是有效的.     

高速热收缩夹头刀具系统特性研究

针对德国OTTOBILZ公司研制的高速热收缩夹头刀具系统,基于有限元技术对高速热收缩夹头刀具系统在特定的使用条件下进行研究,给出有限元建模的条件;研究铣刀和刀柄在热装过程中由于过盈量不同,铣刀和刀柄间的接触应力变化规律;刀柄内孔孔径径向位移量的变化与铣刀载荷变化及安装时刀柄孔与铣刀过盈量的变化规律;铣刀转速与刀柄间的接触长度和接触应力的变化规律;铣刀速度与刀柄内孔孔径径向位移量的变化规律。结果表明:高速热收缩夹头刀具系统的刚度随铣削主轴刚度、刀具与夹头的接触长度、过盈量和铣刀转速的变化而变化。     

加工中心主轴转速高速化的刀具锥柄结构分析

对BT、KM、HSK3种不同刀柄系列的特点、结构、紧固方式以及在静止状态下的弯曲度进行了比较，指出BT刀柄在结构上所存在的缺陷限制了加工中心主轴转速的高速化，而KM和HSK两种新型刀柄由于存在种种优点已经逐步取代了BT刀柄。     

高速旋转状态下的主轴/刀柄联结特性

主轴 /刀柄联结在加工系统中起着相当重要的作用 ,其性能的好坏直接决定了零件的加工精度和表面质量 .力学分析表明 ,传统的 7/ 2 4刀柄与主轴在联结处的径向位移以及两者间的间隙仅仅取决于转速 ,而与加速度的大小无关 ,且径向间隙随转速的提高呈平方关系增长 .径向间隙的存在导致定位精度和重复定位精度不高、轴向和径向刚度低等 ,恶化了加工精度和表面质量 ,严重时还会损坏主轴和刀具 .适当提高联结面间的过盈量可以有效地提高 7/ 2 4主轴 /刀柄的联结性能和加工质量 ,并能扩大主轴转速的适用范围     

基于频响函数的螺栓结合部法向刚度辨识与实验研究

摘 要：机械结合部对于高速卧式加工中心的动态性能有着重要的影响,结合部动力学参数的正确辨识是建立其准确动力学模型的前提。为准确获取螺栓接合部的法向刚度,本文采用理论推导与现场实验相结合的方式,基于频响函数法对结合部动力学参数的辨识与等效方法进行了研究;定义了实验数据灵敏度的计算方法,并通过灵敏度实现了对实验数据的筛选,提取了有利数据和抑制了不利数据;在此基础上,构建了包含辨识公式的矛盾方程,并基于最小二乘思想求得方程的确定解,获得了结合部动力学的等效参数。最后,通过LMS噪声、振动测试系统进行实验,实验结果表明：本文提出的方法可有效提高结合部动力学参数的辨识和等效精度。     

立铣加工系统结合部建模及动态特性预测

针对立铣加工系统的刀具子结构和刀柄子结构结合部研究了一种两点结合导纳综合动力学模型。采用导纳综合法研究了两点结合模型的刀尖点位移导纳计算公式。利用Ansys软件进行了刀具子结构和刀柄子结构位移导纳分析,导出位移导纳数据。采用Matlab软件编写两点结合导纳综合法程序,获得了刀尖点位移导纳函数。通过Ansys软件建立了刀具子结构和刀柄子结构整体有限元模型,分析获得了刀尖点位移导纳函数。与两点结合导纳综合法分析结果进行比较,并计算两者相对误差,结果表明:在关注频率范围内相对误差最大为0.7%,试验结果与两点结合导纳综合法分析结果具有很好的一致性。     

基于模态柔度的机床结合部动态刚度正交优化方法

针对合理分配机床结合部动态刚度的需要,提出一种基于模态柔度理论的机床结合部动态刚度优化方法.该方法通过计算机床各阶模态柔度比判定对机床动态特性影响显著的薄弱模态,建立以几个薄弱模态的最小模态柔度为目标函数的多目标优化模型.为提高优化计算效率,引入了灰色系统理论中的灰关联分析法与正交试验设计.以1台精密卧式加工中心为例,将该方法应用于立柱-主轴系统分布的直线导轨、滚珠丝杠和螺栓结合部动态刚度的优化设计,识别出X向直线导轨结合部动态刚度对机床动态特性影响最为显著,并确定了1组结合部动态刚度的最优解.数值仿真和试验结果验证了该方法的有效性与工程实用性.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

高师物理专业人才培养与基础教育衔接问题的研究

分析了当前高师物理专业人才培养与基础教育人才需求存在的问题,结合调查情况,提出了高师物理专业在培养目标、课程设置、教学内容、教学方法及实践教学环节方面的改革措施。     

JOURNAL OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY TOTAL CONTENTS(Vol.23)

正~~     

鞋面织物染整过程节能减排技术方法

鞋面织物染整是纺织工业中一个特殊分支,公司通过采用先进染色技术和工艺,可以从源头上达到节能和减少废水产生量的效果,废水产生后经过处理达标排放,部分经深度处理后回用。公司经长期实践后已经达到吨织物染整用水125m~3/t_(产品),吨织物排放废水79.2 m~3/t_(产品),水回用率达37.8%,吨产品蒸汽耗量从9t/t_(产品)下降到7 t/t_(产品),均达到国内国际先进水平。     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.