逆向工程中基于几何约束的汽车零部件模型重建

结合汽车变速籀、发动机零部件的精密测量和数字建模，考虑零部件实物模型中的隐含约束关系，提出了基于几何约束的模型重建和优化求解方法。该方法把约束按照优先等级顺序添加到约束图中，应用自由度分析法建立协调的约束系统，把复杂约束问题分解为约束子问题进行求解。将该方法应用于变速箱零部件模型重建中，所得到的几何模型较好地反映了原始设计意图，满足产品装配精度要求。     

精密装配的基准信息链模型和3D偏差计算

研究了精密零件装配的基准信息链模型与基于该模型的3D偏差累积计算方法。以微硬盘装配为实例,分析了装配过程中的多约束关系,采用基准信息链模型建立了装配空间结构和尺寸偏差关系的数字化表达,给出了齐次变换矩阵和误差矩阵关系式,实现了关键特征的3D偏差累积计算。实例表明,该计算方法可有效应用于数字产品开发的设计决策过程。     

基于Abaqus的砂带磨削单磨粒建模与仿真

对砂带磨削中单颗磨粒磨削过程进行了分析与建模,并利用Abaqus软件对具有不同负前角、切削速度与切削深度的单磨粒磨削过程中磨削力和温度的变化进行了仿真。分析结果表明,随着磨粒前角以及磨削深度的增大,磨削力和磨削温度都会增大。当磨削厚度达到一定程度时,将会出现锯齿型切屑,而切削速度对切向力影响较小。     

力抓取的接触力建模与可行抓取力分析

为了解决操作机和夹持系统性能设计中可行抓取力和承载条件计算问题,研究过约束、超静定条件下的接触力建模和抓取分析方法。基于抓取的接触动力学约束,采用拉格朗日乘子方法建立摩擦抓取的约束力求解模型。讨论超静定抓取中接触约束的不确定性。通过识别可行速度集合与约束力集合的旋量基及其张成的子空间,给出表达摩擦接触约束力可行解的主动内力子空间结构,即物体所受内力子空间与可调整驱动力的交集,通过对接触处约束力旋量系统的双重正置运算,识别出内力旋量系及其张成的子空间,使得能够显式计算动态平衡条件下的可行接触力集合,建立动态载荷作用下可行抓取力与承载力的求解方法。     

超声激励-光纤光栅检测技术的研究与发展

超声激励-光纤光栅检测技术兼具光纤光栅的抗电磁干扰、分布式传感及超声波的方向性好、穿透能力强等多项优点,国外已有很多高校和研究机构对此展开研究,而国内还未见相关报道。总结了超声激励-光纤光栅检测技术的三个关键问题——超声激励下光纤光栅的高速解调技术、光纤光栅的应变传递特性和敏感特性的研究进展及该技术的应用概况,分析了存在的问题及发展方向。     

切削奥氏体不锈钢0Cr18Ni9加工硬化的试验研究

针对难加工材料不锈钢0Cr18Ni9的特点,设计了合理的正交切削试验方案,从显微硬度与微观结构两方面研究加工硬化现象。借助维氏硬度计测量了车削加工后硬化层的硬度沿层深的分布,同时建立了利用硬度预测屈服强度的经验公式,再利用扫描电镜观察硬化层的微观结构。结果表明,硬化层的硬化程度在150%以上,切削影响层厚度在100μm以上,加工硬化现象严重,硬化层的屈服强度沿层深分布与硬度沿层深分布的趋势相同;金相观察发现,硬化层分为热力耦合影响层、力影响层,其中热力耦合影响层存在缺陷,很容易剥落。这些结果说明,车削表面在切削高温与力的作用下发生了很大的变化,采用合理的切削参数减小切削力、降低切削温度是减轻加工硬化程度的有效途径。     

锻造操作机夹持界面接触力学数值分析

锻造生产条件复杂,操作机夹持界面的接触状态容易发生改变,继而影响到钳口夹持稳定性。本文通过有限元数值模拟方法,对锻造操作机夹持界面的静态力学特性进行了研究。重点讨论了锻件不圆度、夹持界面摩擦系数、钳口角度、锻件大小等系列参数对接触压力分布和接触力大小的影响,为解决夹持稳定性问题提供参考依据。     

基于人工势场法的管件切割路径规划

大型船厂对管件的切割焊接中,采用机械臂的自动切割、焊接及其编程规划问题是亟待解决的问题.阐述了基于人工势场的割枪切割管件的运动路径规划方法.在切割路径规划中,定义引力函数和斥力函数,通过MATLAB科学计算程序实现了所提出规划算法,并应用于Kuka机器人.仿真结果表明,所规划的机器人末端轨迹的准确性和可行性.     

重载操作机夹持装置性能分析

分析了重型锻造操作机主要技术特点,建立了典型重载锻造操作机三维结构模型,给出了其结构和运动自由度的一般描述.针对所设计的夹持装置模型,建立了静态平衡条件下接触力旋量模型和抓取矩阵,分析了沿轴向外载荷和重力矩作用下发生滑动的条件及所需的最小夹紧力.对夹钳机构设计的运动学性能作了评价,分析了夹持力、驱动力与机构运动学参数之间的关系,给出了在取值区间的变化规律和取值范围.