两种典型柔性铰链导向机构的稳定性分析

为了分析两种柔性铰链导向机构的稳定性以及柔性铰链参数对导向机构稳定性的影响,本文结合卡氏位移定理和能量法,分别推导了柔性铰链导向机构在运动方向、垂直于运动方向和绕z轴转动方向的刚度计算公式,并应用推导公式对两种导向机构3个方向上刚度进行实例对比,分别计算其3个方向上的谐振频率,并根据谐振频率分析稳定性.最后改变柔性铰链的参数,用MATLAB分析其对导向机构稳定性的影响.结果表明,刚度推导公式的有限元验证和理论计算结果误差在1.10%~13.79%,证明了推导公式的正确性;同时,谐振频率的理论计算数据对比表明双平行四杆导向机构具有更好的稳定性,MATLAB分析得出铰链的切口半径r对微动平台的稳定性和承载能力影响程度最大.谐振频率的对比分析和柔性铰链参数对稳定性的影响分析为微动平台设计时导向机构的选取提供了参考.     

石材加工用金刚石锯锯条的应力分析

针对金刚石带锯锯条在使用中易产生疲劳裂纹这一问题较详细地分析和计算了锯条的受力状况及内应力状况，并应用有限元法对锯齿局部应力进行了计算，最后提出了防止产生疲劳裂纹的有关措施。     

石材框架砂锯锯切力特性分析

本文从岩石的裂纹扩展特性、材料强度特性及压头点载荷侵入破岩特性等方面入手,对单颗粒的切削力进行了深入分析,得出单颗粒切削深度是影响锯切力的主要因素的结论.通过对单颗粒切削深度影响因素的讨论,得出锯切条件及工艺参数与锯切力的关系结论:锯切力将随落锯速度的增大而增大,随锯切速度的增大而减小.锯切力实验结果与理论分析结果相一致.研究结果可为锯切机理的进一步研究及设备与工艺的改进提供理论依据.     

6-UPS型Stewart并联机构空间对接装置的运动学分析

空间交会对接过程中追踪航天器位姿调整的精确度是实现空间对接的重要保障。为提高追踪航天器的位姿调整精确度,对其追踪航天器进行对接工作的Stewart并联机构进行了运动学分析。建立了Stewart并联机构逆运动学求解的数学模型,并利用其数学模型求解出作动器伸长量随时间变化的曲线;再搭建其虚拟样机,将搭建完成的虚拟样机模型导入ADSMS中进行逆运动学仿真,其结果与数学解析求得的结果相比较,误差保持在10-4量级内,验证了模型的准确性。利用其虚拟样机进行运动学的仿真分析,为提高机构位姿调整精确度以及后续工作中的动力学分析和实现控制提供了相关理论依据。     

基于深度学习的多孔介质渗透率预测

渗透率是多孔介质的重要属性,衡量多孔介质对流体的阻碍能力。现有渗透率计算方法如有限体积法(Finitevolume method, FVM)、格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann method, LBM)等有计算耗时缺点。因此,基于深度学习研究了多孔介质渗透率的快速预测。利用X射线断层扫描成像技术获得了40个真实多孔介质图像,利用人工合成多孔介质的方法扩充400个图像。在孔隙尺度上,利用传统有限体积法模拟制作了图像的渗透率。数据集共440套,按照9∶1划分了训练集和验证集。建立深度学习网络并进行渗透率预测。训练完成的网络在验证集上表现良好,误差在±15%内。结果表明,在渗透率预测速度上,深度学习网络预测时间是传统有限体积法的25%左右。验证了直接从图像到渗透率映射的可行性,同时也有助于理解孔隙与渗透率的关系。     

基于正交实验的氧化锆陶瓷套圈内圆磨削研究

采用树脂结合剂金刚石砂轮磨削氧化锆陶瓷套圈内圆,分析了各磨削工艺参数包括砂轮的粒度、线速度(vs)、轴向振荡速(fa)和径向进给速度(fr)对氧化锆套圈内表面粗糙度的影响。利用正交实验,通过回归分析得到加工表面粗糙度的回归方程。实验结果表明,金刚石砂轮的粒度是对加工表面粗糙度影响最大的因素,随着砂轮粒度的减小,加工表面粗糙度呈明显下降的趋势,而砂轮的线速度、轴向振荡速和径向进给速度的变化对加工表面粗糙度的影响均不显著。     

自聚合飞蛾火焰优化算法对PID参数优化研究

PID控制器的控制对象通常具有高阶非线性等特点,在参数整定时容易使控制器出现超调、振荡、性能变差等缺陷。为解决此问题,提出一种自聚合飞蛾火焰优化(SMFO)算法对PID参数进行优化。在常规飞蛾火焰优化(MFO)算法中引入萤火虫算法中的光强吸引特性,以提高算法的寻优性能。采用高斯分布对火焰种群适宜个体进行选取,其利用光强吸引特性周期性地对适宜火焰的位置进行调整,强化火焰之间的联系,增强算法的局部勘探能力。将改进算法用于PID控制参数优化实验,以PID参数作为算法中的个体,以ITAE为适应度函数,进行PID参数优化。仿真结果表明:SMFO算法具有较好的寻优性能,相比于MFO算法和Z-N法,其超调量至少减少26.3%、调节时间至少减少69.6%,保证了控制系统的稳定性。     

多孔介质空气轴承静态特性仿真分析

多孔介质空气轴承作为气浮导轨的关键零部件,其静态特性对导轨性能至关重要。采用有限体积法进行了多孔介质空气轴承静态特性仿真,设计了多孔介质平板试验。采用可压缩Forchheimer方程获得多孔介质的渗透率系数;采用X-ray断层扫描方法分离了多孔介质内部孔隙结构,并将孔隙结构细分获得孔隙度。分析了多孔介质CT三维扫描图像的最小重复单元。基于CFD方法对多孔介质空气轴承静态特性进行了数值模拟,对网格数量无关性进行了验证。结果表明:通过合理设计多孔介质的形状和大小以及气膜的厚度,空气轴承能够获得较好承载力和静刚度。     

基于混沌粒子群算法的压电微纳平台迟滞模型参数辨别

针对压电微纳平台存在迟滞非线性问题，建立改进的Bouc-Wen模型描述压电微纳平台迟滞现象并使用混沌粒子群算法对模型参数进行参数辨识。通过引入迟滞非线性项对原始Bouc-Wen模型进行改进来获得更好的迟滞拟合曲线；为了解决辨识精度低的问题，使用混沌粒子群算法来增强算法在局部的寻优能力。结果表明，以频率为1 Hz驱动电压为例，改进的Bouc-Wen模型相较于传统Bouc-Wen模型能更加准确地描述其迟滞现象。同时使用混沌粒子群优化算法参数拟合的平均误差以及均方根误差均优于传统粒子群算法，有效提高了位移迟滞数据的拟合精度。     

热压烧结和低温电镀金刚石锯锯切大理石、花岗石的试验研究

本文在使用热压烧结和低温电镀金刚石锯锯切大理石、花岗石及辉绿岩的实验基础上,分析和讨论了锯条类型、石材材性、锯切参数对锯切加工的影响,同时从理论上对影响锯切加工的一些主要问题进行了分析,这对于石板材锯切生产中合理地选择锯切条件、工艺及改进锯切工具有参考价值。