基于变结构刚度的精密孔镗削颤振抑制新方法

精密孔镗削过程中容易出现颤振现象,它会导致加工精度低和表面质量差等问题。为了解决此问题,首先针对镗削过程中最为常见的再生型颤振建立了动力学模型,并在此基础上,分别讨论了主轴变速方法和变结构刚度方法对切削颤振的抑制机理,对比两种方法发现：它们的抑振机理异曲同工,但是,变结构刚度方法能够避免主轴变速法对刚性较低的切削系统不适用的缺点。其次,为了能对精密孔镗削过程施加变结构刚度法来抑制颤振,本文设计制作了一种基于磁流变液的智能镗杆,通过调节外加磁场强度的大小实现刚度和阻尼特性参数的无级变化,改变机械系统的动态特性,从而达到抑制颤振的目的。最后在车床CA6140上搭建了磁流变智能镗杆的颤振抑制实验系统,通过一系列的实验发现：该方法能够快速高效的抑制镗削过程中产生的颤振,并且使加工表面的粗糙度从Ra 10μm降至Ra 1.5μm,大幅度提高了加工表面质量。     

数字化儿童弱视治疗系统的研制

文章对儿童弱视的治疗进行了分析研究,分析了儿童弱视的发病机制,给出了多媒体技术实现儿童弱视治疗的原理方法和手段.系统主要由治疗系统、病历数据记录与分析系统和专家辅助系统等三大部分组成,提供了从弱视治疗到专家辅助决策支持的一体化功能.系统采用JAVA编程实现,在多家医院的临床应用中,获得良好的效果.     

球栅阵列(BGA)器件焊点形态成形建模与预测

本文基于最小能量原理建立了塑料球栅阵列（ＰＢＧＡ）焊点形态成形模型,运用有限元方法预测ＰＢＧＡ焊点形态,并对预测结果与其它不同模型的预测结果和实验结果进行了对比．结果表明,有限元方法预测结果与其它模型结果和实验结果吻合良好．     

磨粒微观滑动接触过程热效应的有限元分析

利用ANSYS有限元软件分析了磨粒与被磨损材料表面滑动接触过程中,在摩擦热和力场的耦合作用下,接触区表现出的局部温度变化、应力变化等特性。结果表明,在磨粒滑移过程中,磨粒相当于接受固定热源作用,接触区温度逐渐上升,温度存在起伏波动现象,瞬现温升最高点在磨粒接触区两侧,反映出接触状态的不连续性,接触区状态的非稳定性;被磨材料表面的各点在进入接触前、经历接触时、脱离接触时,接触区温度存在先升高再下降的变化过程,同时,接触区的应力、剪应力、接触压力也发生变化。磨粒滑动过程的热效应问题研究将有助于揭示接触过程中材料表面损伤机制。     

基于旋转体视的润滑油固体颗粒污染物三维外型检测

为了深入研究固体颗粒污染物的特性以及对摩擦副滑润、磨损影响的机制,确定固体颗粒的三维特征变得十分重要。针对固体颗粒三维外型特征的测量,首先研究了旋转体视显微检测理论,利用四元数表示法描述了绕任意轴旋转的旋转体视模型,根据该模型提出了成像极线几何关系,并由极线几何约束引出F矩阵来计算三维坐标点。在旋转体视显微检测的理论基础上,提出了旋转体视显微检测系统总体方案、硬件组成和软件功能模块,进行了系统开发与实现,并对固体颗粒进行了旋转体视显微检测应用研究。研究表明:旋转体视显微检测系统实现了对润滑油固体颗粒污染物的三维外型检测,可以计算出三维坐标点,最终恢复得到固体颗粒的三维模型。     

超磁致伸缩致动器的广义最小方差-模糊PID控制方法

为了克服超磁致伸缩致动器用于精密驱动定位时磁滞现象所带来的影响,在进行磁滞补偿的前提下,研究了自校正PID控制原理,建立了基于广义最小方差原理(GMV)及模糊(Fuzzy)规则的广义最小方差-模糊PID(GMV-Fuzzy PID)控制方法.介绍了广义最小方差原理的主要思想,并由此推导出PID参数与被控对象参数的关系.在上述关系的基础上,建立了以误差与误差变化量为输入,待定参数k为输出的模糊规则.最后,根据在线估计的被控对象参数及GMV-Fuzzy PID的输出,在线调整PID参数,实现磁滞补偿后对致动器的控制.实验结果表明:采用GMV-Fuzzy PID控制器,每次运算时间比采用Fuzzy PID控制器缩短了0.015 4 s,跟踪误差均方差相差0.036μm.该方法能有效消除被控对象由于扰动带来的影响并缩短运算时间,在一些实时性及控制精度要求较高的精密加工场合,有良好的应用价值.     

三维瞬态激光烧蚀聚合物微流道动态界面研究

相恒富，傅建中，陈子辰相恒富，傅建中，陈子辰为了预测热加工过程中的流道轮廓和烧蚀面温度场，基于CO2激光直写聚合物微流体芯片加工原理以及传热学原理和能量平衡原理，建立了三维瞬态激光烧蚀模型.通过有限元方法和伽辽金变换得到有限元矩阵方程，利用单元生死技术和高精度数值算法模拟了烧蚀过程的材料损失，并给出了三维瞬态动态烧蚀界面和温度场随时间和空间的变化关系.以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为例，给出了在不同时刻的数值算例，实验得到的流道深度与模拟结果吻合.仿真结果表明采用该方法预测流道轮廓和温度场是可行的.     

超磁致伸缩驱动器热输出的抑制与补偿方法

超磁致伸缩驱动器具有输出应变大、响应速度快、低频特性好等特点。已经应用于机床的整体和部件的振动控制实验研究。超磁致伸缩材料的热变形严重影响驱动器的输出精度。文章提出了四种抑制或补偿超磁致伸缩驱动器热位移的方法。     

机敏杆压电扭转驱动器／传感器优化布置

提出一种由薄壁杆、压电扭转驱动器、压电传感器组成的机敏杆,针对机敏杆扭转振动控制中驱动器/传感器优化配置问题,对机敏杆的扭转振动进行了深入的研究,采用拉格朗日方程和假设模态法推导了机敏杆系统的动力学方程,建立了系统的状态空间表达式.将机敏杆划分为若干个位置单元,选取主动控制器的最大耗能作为优化准则,运用遗传算法获得了压电扭转驱动器/传感器的最佳配置位置及最优反馈增益.结果表明:所获得的最优位置、反馈增益是合理的,将驱动器/传感器同位配置在最优位置并实施相应的闭环最优控制,主动控制器的耗能最大,并能有效抑制机敏杆的扭转振动.