弹性连杆机构的动态稳定性研究

研究了一般形式的弹性连杆机构的动力稳定性问题,在忽略结构阻尼的情况下,从理论上研究了低价临界转速的分布规律,给出了低价临界转速与机构一个运动周期固有频率平均值的显式关系表达式。用这一关系式求得的低价临界转速和数值方法得到的识别结果进行了比较,说明了本文方法的有效性。     

基于动态入流理论的水平轴风力机动态气动载荷计算模型

针对叶素一动量理论的不足,考虑风力机运行环境动态变化时诱导速度场的滞后效应,利用加速势流方法,导出了附加质量的表达式,并以此建立新的风轮轴向受力表达式,与叶素一动量理论结合,得到了考虑动态入流效应的动态气动载荷分析模型.利用分析模型对一台1.25MW风力机在风速快速变化和快速变桨距时的载荷进行了仿真,结果表明,模型能够较好地反映诱导速度场的渐变过程、载荷的快速过冲现象以及之后逐渐回归稳态值的过程.     

柔性机构弹性振动的主动控制

应用模态控制理论，对柔性机构弹性振动的主动控制问题的原理与策略进行了研究，给出了相应的最优控制规律并对其稳定性进行了讨论。在此基础上研究了由机构弹性位移和速度的测量值估计对应模态信息的方法，在这个方法中还考虑了控制溢出的影响，另外还讨论了将模态控制力转化成实际控制力的有关问题。最后，对一柔性４杆机构轨迹发生器及一两关节柔性机械手的在线振动和残余振动的主动控制进行了计算机仿真。     

计入几何非线性时弹性连杆机构通用动力学方程的建立

本文应用有限元法及虚位移原理建立了计入几何非线性时弹性连杆机构一般形式的动力学方程，该方程不仅适用于由简单构件组成的平面及空间连杆机构的弹性动力分析，对由复杂构件组成的这类机构也具有很好的适用性，本文推导结果为进一步研究某些非线性因素对机构动态特性的影响奠定了基础。     

核事故应急辐射监测系统设计

目前在核应急使用的MOVER-100型车载式辐射监测系统难以满足救援工作的需求。利用多道脉冲分析器和cc1000无线收发芯片,建立一种核事故应急辐射监测系统,实现对固定地域内沾染强度的全程监测和沾染分布的总体分析判断。     

多相材料的连续体结构拓扑优化设计

采用改进的过滤技术进行多相材料的连续体结构拓扑优化设计。以应变能最小化作为目标函数,结构体积作为约束,建立多相材料的连续体结构拓扑优化模型,将移动近似算法用于拓扑优化问题求解,采用改进的过滤求解技术对目标函数灵敏度及单元设计变量进行过滤,避免迭代过程中出现数值不稳定现象。数值算例结果表明,采用改进的过滤技术的多相材料连续体结构拓扑优化设计方法是有效的,能够获得清晰的结构拓扑图。     

光学显微线条纹图像中心线提取

由于接近光学衍射极限,微米尺度线条纹在经过高倍显微镜放大成像后边缘通常都很模糊,加上同轴光源产生的光照不均匀现象,成像质量通常很差。为了有效测量微米尺度线条纹间距,本文提出了一种针对光学显微线条纹图像的中心线提取算法。首先,采用Retinex方法对原图像进行增强,以克服由光照不均匀所造成的无法准确分割的问题。接着,使用Ostu最佳阈值对图像进行二值分割。然后,针对分割后条纹边缘含有大量毛刺和凹陷的现象,使用基于快速步进算法的边缘塌陷法对中心线进行准确提取。最后,对提取中心线进行了最小二乘拟合。实验结果表明:本文提出的方法可以有效实现微米尺度线条纹光学显微图像中心线的准确提取。使用本方法对标准宽度线条纹间距进行实测的最大测量偏差小于2%。     

3自由度精密定位平台的运动特性和优化设计

为了实现3-RRR柔顺并联精密定位平台的精确运动,研究了它的封闭形式精确运动模型和尺寸优化设计。采用卡氏第二定理建立精密定位平台的封闭式柔度模型。根据柔顺并联机构的结构特点,将其划分为3个对称分布的运动支链,并结合铰链的柔度模型和机构力传递关系分别推导出各个支链的刚度模型,整个系统的刚度为所有支链在同一坐标系下的刚度的叠加。建立的刚度模型是以柔性铰链的柔度为变量的封闭形式模型。根据柔度矩阵可得到反映输入位移和输出位移之间关系的雅可比矩阵。理论模型与有限元分析的比较结果显示,两者所得的运动模型误差为1.0%～9.5%,证明了所推导运动模型的正确性和精确性。根据雅可比矩阵的封闭公式,分析其对结构参数的灵敏度,并由此选出对平台运动特性影响较大的优化设计变量。提出以最大化平台工作空间为目标,以铰链强度、最大输入力、几何尺寸和输入耦合为约束的优化模型。结果表明,优化后的结构参数能获得更大的输出位移,说明该方案能满足优化设计要求。     

弹性连杆机构结构和噪声控制一体化设计

对基于噪声控制的弹性连杆机构结构控制同步优化问题进行了讨论,以机构杆件的厚度和控制系统参数同时作为设计变量,以结构质量和受控系统能量量度的加权和作为性能函数,利用改进的约束变尺度法进行了优化分析。通过算例说明了该法的有效性。