数控机床全误差模型和误差补偿技术的研究

加工精度是数控机床必须保证的一项性能指标。提高机床精度是先进制造技术的重要课题，有误差避免和误差补偿两种方法。前者使机床造价大幅上升，而且精度的提高也有一定的限度。后者的精度提高几乎没有限制，对数控机床，计算机实时误差补偿技术是一种经济、有效的基本途径。基于多体系统理论，推导了多坐标数控机床，包含几何误差和热误差的全误差模型。文中介绍了坐标数控机床项误差的辨识方法(22线、14线和9线法)，还介绍了回转坐标6项误差的辨识方法。通过软件补偿，在3坐标联动和4坐标联动数控机床上实现了几何误差和热误差的补偿。实践结果表明误差模型的准确性和补偿方法的实用性。     

管线内置对中系统涨紧结构设计与分析

针对管线焊接对口时的错口及管端椭圆无法调整等问题,提出一种大型管线内置对中系统,满足大型管线直径在660~990 mm之间的对中要求。以实现管线工程施工中管线快速和精确对接,能够使焊接前管线在十几分钟内实现快速精确对接,可以摆脱国外相关技术对我国管线施工的束缚。对不同涨紧方案进行比较,提出一种新型涨紧结构,并通过有限元软件Solid Works中Simulation插件对涨紧机构及其零部件的强度和变形进行分析校核,使其满足具体的工程要求,提高其稳定性和施工效率,为国内大型管线的施工建设能够快速高效地展开提供技术支持。     

正交法分析玄武岩纤维橡胶再生混凝土的基本性能

采用正交试验法研究再生粗骨料掺量(A)、橡胶粒径(B)、橡胶掺量(C)和玄武岩纤维掺量(D)对混凝土拌合物性质及力学性能的影响规律,确定使用上述材料配制混凝土的最优配合比。试验结果表明:4个因素对混凝土含气量和力学性能影响的主次顺序为:C→B→D→A和C→B→A→D。随着橡胶掺量的增大和粒径的减小,橡胶混凝土的含气量增大,力学性能减小。随着再生骨料掺量的增大,混凝土含气量变化不大,力学性能降低。玄武岩纤维对混凝土的抗压强度影响不明显,对劈裂抗拉强度和抗折强度的提高效果显著。     

基于ABAQUS的弹脆塑性本构模型二次开发及其应用

在复杂应力状态下,大理岩、花岗岩等脆性岩石呈弹脆塑性破坏形式。利用ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT的二次开发平台,编制完成了基于D—P准则的弹脆塑性模型的UMAT接口程序。论文简要介绍了ABAQUS有限元软件及其UMAT用户材料子程序,重点对基于D—P屈服准则的弹脆塑性本构模型的应力跌落公式进行了推导,并讨论了有关的应力更新算法。最后应用该程序对某引水隧洞工程进行了数值分析,并与理想弹塑性情况下的计算结果进行对比研究。结果表明：与理想弹塑性模型相比,弹脆塑性模型得到的洞周围岩变形和塑性区范围较大,与实际情况更为接近。     

考虑渗流-应力耦合效应的深埋引水隧洞衬砌损伤演化分析

高地应力和高(外、内)水压力是影响深埋引水隧洞围岩稳定性及衬砌结构安全性的主要因素.基于等效饱和多孔介质理论,将裂隙岩体和衬砌混凝土视为具有透水特性的弹塑性损伤材料,并考虑各自的变形特性与渗透系数的动态演化规律,进行锦屏二级水电站深埋引水隧洞围岩与衬砌结构施工期和运行期渗流-应力全耦合分析.分析结果表明:施工期隧洞周边排水对开挖损伤区影响较大,内水外渗现象对地下水位和围岩结构的安全性影响不大,但内水外渗情况下隧洞的开挖损伤区对衬砌结构较为不利,将导致该部位混凝土出现拉损伤区和压损伤区,应对开挖损伤区采取一定的处理措施.     

运用多体理论和神经网络的机床热误差补偿

利用多体系统理论,在典型体的坐标变换中,加入了位移误差矢量和位置误差矢量,形成了具有普遍意义的坐标变换,根据机床拓扑结构的低序体阵列,建立了机床通用误差计算模型。同时,对机床的主轴热变形和床身热变形进行了建模和辨识,通过5个温度敏感点的监测,用常规的5点法对机床主轴热变形进行研究,运用神经网络方法(RBF)建立温度与变形参数模型,将误差参数集成到通用误差模型中。在Makino四轴加工中心进行试验研究,设计出一套多个凸台的空间曲面,比较了不同凸台上的4个点补偿前后空间轮廓数据,误差减少60%,补偿效果显著。     

岩体不连续结构面变形研究与界面应力元法

迄今为止岩体不连续结构面的变形问题的研究归纳为两类：一类是有限元法辅以不连续结构面模型法，第二类是岩体结构面切割法，近年来第二类方法中的刚体－弹簧模型研究迅速地发展，在此基础上河海大学采用基于单元累积变形于界面层的假定，建立了由有限多块元－界面元组合的离散体模型－界面应力元模型，该模型运用几何微分关系求出界面元上任一点的应变，继而借助有关材料介质的本构规律和相邻单元的平衡，最终获得界面元上任一点的应力，由离散体模型中众多界面上分布的应力构成了整个结构应力场的表征值，这种模型丰连续介质力学学科内容，拓宽了数值方法在岩休开程和其他工程领域方面的应用。     

海冰管理系统在渤海的应用

针对渤海湾冬季油气生产受海冰严重影响，提出一套计算机管理系统，该系统中集成了海图、结构报警和预测预报等信息。根据冰区平台的安全性及某一个振动等级下设备和人员的承受能力，计算机系统作出不同等级的报警，为油气田的生产决策提供依据。     

数控机床误差补偿技术及热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一，文章在分析我体系统基本变换的基础上，建立了计及几何误差，载荷误差和热变形误差的机床不空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了和补偿，实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

五坐标联动数控机床的误差建模及仿真

基于多体系统理论 ,提出了五轴联动数控机床的误差模型 ,并在四轴加工中心误差参数辨识结果的基础上 ,对该模型进行了仿真验证