叶片精密抛光伺服系统的干扰观测补偿控制

叶片型面尺寸精度及表面质量的提高对数控抛光伺服系统性能提出了更高的要求.针对非线性摩擦和被控对象参数摄动对数控抛光伺服系统定位精度和跟踪精度的影响,提出了一种基于干扰观测器的粒子群优化模糊PID(PFPID)控制方法.该方法通过构造干扰观测器来预测伺服系统中的非线性摩擦和参数摄动等各种干扰,并在控制中引入等效的补偿来抑制干扰,同时利用粒子群优化算法对模糊控制器的量化因子和比例因子进行在线调整,进而利用模糊控制器对PID控制参数进行自适应整定.仿真分析和实验结果表明,基于干扰观测器的PFPID控制器具有控制精度高、鲁棒性强、抑制干扰能力强等优点,其能够提高叶片型面尺寸精度和表面一致性,降低表面粗糙度,减小残余应力并提高抛光效率.     

具有厚壁内衬圆筒的缠绕张力算法

缠绕张力作为缠绕工艺中的关键因素,其合理设计直接影响制品性能。针对缠绕张力的设计,提出缠绕张力算法。基于各向异性缠绕层弹性变形及各向同性内衬厚壁筒理论,给出外压作用下缠绕层的径向应力及环向应力;在弹性范围内采用应力叠加原理建立剩余张力与缠绕张力之间的解析算法。结合三种典型的张力缠绕模型,给出剩余张力具体关系式;分析等剩余张力,得到不同特例下的剩余张力解析公式。依据该解析算法研究芯模内、外径比及张力锥度系数对各向同性材料缠绕层剩余张力分布的影响,表明芯模内、外径比与锥度系数变化对缠绕层剩余张力分布有显著影响,且该文算法简单、合理、可靠;对各向异性复合材料缠绕层等剩余张力分析,其结果与现有网格理论结果一致,且该文缠绕张力上下层变化平缓,易于张力控制的实现。     

基于热-力耦合模型的纤维丝束带铺放残余应力的模拟及实验研究

采用有限元分析计算和实验测试2种方法,在热-力耦合载荷作用下,对纤维丝束带铺放成型时的残余应力进行了研究。首先,建立纤维丝束带铺放的热-力耦合模型,利用有限元分析研究了不同温度和压力参数条件下纤维丝束带铺放残余应力的模拟结果。其次,对结果进行分析比较得到各个因素对纤维丝束带铺放残余应力的基本影响规律;最后进行不同温度和压力等铺放参数对纤维丝束带铺放成型时残余应力影响的实验测试研究,以验证热-力耦合有限元模型计算结果的正确性。结果表明:2种方法得到的残余应力分布基本一致,只是残余应力的最大值之间存在着差别。      

高速机床进给机构及铣削系统振动分析

由于高速机床目前应用对象主要为硬化模具钢及大型航天结构件的铣削加工，因此主要针对与此相关的加工技术。首先透过切削实验观察硬化模具钢的切削特性，探讨不同切削条件对铣削模具钢的刀具磨耗、表面粗糙度以及铣削力的影响。一般的航天结构件多为薄件，其结构刚性低，此外所采用的线性马达为推力较小的马达，其伺服刚性低，此类低刚性结构在加工过程中极易产生振动，因此另一研究重点为低刚性结构铣削加工时之最佳加工条件，以减少切削振动，提升加工品质。     

基于灰色关联分析和响应面法的复合材料缠绕成型多目标工艺参数优化

针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度（ILSS）最大化的多目标优化问题,采用Box-Behnken Design （BBD）原理设计四因素三水平的T300/环氧树脂预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析（GRA）将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析（PCA）法确定残余应力、孔隙率和ILSS对灰色关联度（GRG）的影响权重;通过对实验数据的回归分析,建立GRG与主要缠绕工艺参数（缠绕温度、张力、压辊压力和缠绕速度）的二阶预测模型;分析了各工艺参数对残余应力、孔隙率、ILSS和GRG的影响规律,确定缠绕工艺参数优化方案;利用响应面法（RSM）求解工艺参数优化问题并进行复合材料预浸带缠绕实验。结果表明:该优化方法获得的最优工艺参数组合可以有效改善残余应力、孔隙率和ILSS,提高预浸带缠绕制品的性能。      

整体叶盘侧铣加工颤振可靠性预测

整体叶盘侧铣加工中,叶片薄、刀具悬长大,极易发生颤振.颤振留下的波纹面,对整体叶盘的表面粗糙度及服役性能影响极大.为了准确预测整体叶盘侧铣加工的稳定性,考虑随机变量对加工稳定性的影响.应用动态结构系统的可靠性分析法——一次二阶矩法,建立了整体叶盘侧铣加工系统的颤振可靠性模型;该模型以结构参数和主轴转速为随机变量,以颤振...     

基于元结构的整体叶盘高效强力复合铣床立柱优化设计

针对整体叶盘高效强力复合铣床的关键零部件刚性,运用有限元分析方法,分析其盘铣立柱的动、静态特性。提取立柱的3种典型元结构,结合盘铣切削条件,运用变量分析技术,并以元结构的出砂孔形状、尺寸、孔数和筋板作为优化对象,以固有频率和刚度为优化目标,以整体质量为约束条件,提高立柱的刚度质量比。根据获得的3种最优元结构对立柱重构建模,优化后的立柱结构方案与原方案相比,质量减轻(11.2%),固有频率(一阶固有频率增加28.4%)和刚度(整体变形减小38.5%)明显提高。     

用离散矢量模型实现数控加工切削仿真

通过数控加工仿真代替传统的试切削方法,可节省大量的人力和物力,具有重要的实用意义。本文采用离散矢量模型建立了数控加工仿真系统,并阐述了它的原理。对于不同的零件类型,采用两种不同的数据结构,描述了其仿真算法及实现过程。该算法可以满足仿真系统的实时性要求。     

整体叶盘机器人自动化抛光技术

根据整体叶盘结构,在对整体叶盘造型方法分析的基础上,对应用机器人抛光过程中的刀轨生成和干涉检测进行了研究,提出了适合于整体叶盘机器人抛光的刀轨生成算法,并对机器人控制数据的确定进行了分析.该技术对于提高抛光加工质量和效率具有重大的实际意义.     

一种新型复合材料布带缠绕压力施力导向机构优化设计

为了提高复合材料布带缠绕压力传导精度和稳定性,提出了采用直线滚动导轨作为传导元件的压力导向机构。利用ANSYS参数化建模平台,以直线滚动导轨副结合面动力学性能实验数据为依据,建立了压力导向机构参数化模型。通过对压力导向机构进行模态和谐响应分析,提出了相应的改进措施。经进行压力传导性能实验,表明直线滚动导轨压力施力导向机构传导压力精度高、稳定性好。