石墨填料环力学和密封性能试验研究

试验研究不同密度的石墨填料环的轴向力传递特性和压缩回弹性能;结合有限元数值模拟,研究不同密度的石墨填料环的侧压系数;通过试验研究不同密度的双层石墨填料环的密封特性。结果表明:侧压系数随着加载轴向力的增加而增加,密度对侧压系数的影响不明显;轴向力传递率随石墨填料环的密度增大而增大;石墨填料环的压缩率随着密度的增大而减小,回弹率随密度的增大而增大;不同密度的双层石墨填料环在目标轴向压力40 MPa下的泄漏率均低于设定值(1.0×10~(-6)Pa·m~3/s),密度对泄漏率没有明显的影响。     

Ni+注入参数对Ti6Al4V表面改性层生物摩擦学性能的影响

为改善Ti6Al4V表面的生物摩擦学性能,把不同能量与剂量的Ni~+注入到Ti6Al4V表面以形成表面改性层。用Nano IndenterⅡ型纳米显微力学探针测定表面改性层的纳米硬度,在MRTR多功能摩擦磨损试验机上以Zr O2球/改性层为摩擦副,以透明质酸钠溶液润滑剂在室温下进行生物摩擦学实验,使用S-3000N扫描电子显微镜观察生物摩擦学试验后试样的磨痕形貌并分析磨损机制。结果表明:Ni~+注入Ti6Al4V表面的形成相为Ti2Ni;随着注入能量和剂量增加,改性层中Ti2Ni的质量分数增加,改性层的纳米硬度增加,摩擦因数下降,且磨损出现不同程度的减轻;注入能量增加比剂量增加更有利于提高改性层的生物摩擦学性能。     

高强铝合金干式切削加工参数多目标优化

为了研究航空铝合金在绝对干式切削条件下的切削参数对表面质量的影响规律并据此选择合理的切削用量,采用正交试验法对7075-T6铝合金进行了车削试验并对试验数据进行处理,得到表面粗糙度、表面残余应力关于切削三要素的多元非线性回归模型。在此基础上,以表面去除率、表面残余应力和表面粗糙度为优化目标,切削三要素为优化对象,基于遗传算法进行多目标优化,并绘制出Pareto前沿。根据实际加工需求,从优化解集中选择最优工艺参数。结果表明：表面粗糙度和表面残余应力均与表面去除率成反比关系;进给量和切削速度是影响表面粗糙度和表面残余应力的主要参数;仅在进给量最小的状态下,切削深度的增加会产生较大的表面残余拉应力。     

液压式应力波辅助破岩工具设计及实验研究

对碳酸盐岩储层深井、超深井钻井进行了动载破岩机制研究,设计了应力波辅助破岩工具。使用ABAQUS进行了数值模拟,得出影响破岩效率的因素和规律,并依据该规律进行工具参数优化。通过实验,验证了该工具的可靠性和实用性,对应力波辅助破岩工具的参数设计及配套工艺提供了重要参考。将应力波辅助破岩工具单元与减振器单元融合,可适用于多种复杂地层钻井作业,尤其适用于泥岩夹火成岩层地层、砾石层夹层等软硬交替地层钻井作业,能够提高机械钻速和丼深质量,延长破岩工具的使用寿命,具有很好的应用前景     

基于卷积神经网络的人体步态识别算法研究

针对人体步态识别准确率不高且需要手动提取信号特征的问题,采用卷积神经网络（CNN）自动提取传感器信号特征,对行走、上下楼和上下坡5种步态模式进行识别。搭建惯性传感器系统,采集人体的运动信息;针对该数据特点设计了一个4层的CNN模型用于自动提取信号特征和动作分类;利用检测的数据验证了所提方法的可行性,与传统的“人工特征+支持向量机（SVM）”的识别方法进行对比试验。实验结果表明：所提出的识别方法可以准确地识别运动步态,平均识别率达到91.5%,识别效果优于传统方案     

槽腔结合配流的柱塞泵数字化建模与仿真

以某型号带预升压槽和预压缩腔结构的柱塞泵为对象,进行数字化建模与仿真。针对柱塞泵机液耦合问题,考虑流体的可压缩性,利用AMESim建立整个柱塞泵数字化模型。分别在柱塞流量子模型和柱塞配流子模型中引入相对节流面积值,并通过分段函数进行控制,从而实现柱塞副、配流副、滑靴副泄漏以及槽腔结合结构配流的数字化。通过对整个柱塞泵的模拟仿真,分析槽腔结构参数对柱塞泵性能的影响。搭建了柱塞泵实验平台,验证了数字化模型的正确性,为泵的结构优化提供了理论依据。     

基于视觉传感的摆焊管道立焊熔池特征分析

对摆动电弧GMAW焊在全位置立焊区间的熔池特征进行了研究,设计一套管道全位置焊接视觉监测系统。采集清晰的熔池序列图像;分析一个电弧摆动周期的立焊熔池变化特点;采用数学形态学的算法获取熔池轮廓。结果表明：定义的熔池视觉特征参数能有效地区分全位置焊不同立焊区间的熔池。在摆动电弧的作用下,立向上焊与立向下焊的熔池特征存在明显的差异性,立向上焊的熔池长与熔池面积较立向下焊分别大21%与10%,立向上焊的熔池尾部轮廓线呈水平状态,而立向下焊的熔池尾部呈现明显下凹特征。     

液压偏置圆盘耙参数化快速设计系统研究与开发

为提高液压偏置圆盘耙设计的效率与准确性,在规模化定制理论的指导下,以VB语言作为开发工具,SolidWorks2017为开发平台,将系统模块化设计技术和面向对象的参数化技术引入到偏置圆盘耙的变型设计中,融合参数化设计技术、装配草图技术、工程图调整技术,开发液压偏置圆盘耙参数化设计系统。利用该系统,能缩短产品的研发及改进周期,实现高效率、低成本地研发新产品,使得液压偏置圆盘耙的生产对个性化的市场需求能够作出快速响应     

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。     

典型几何特征零件在线测量系统的研究与开发

基于华中8型数控系统,通过G代码宏程序及二次开发手段实现典型几何特征零件的在线测量。规划在线测量系统的架构,搭建数控机床在线测量系统的软件和硬件结构;实现测量系统与数控系统的连接;采用基于STM32的开关量高速数据采集I/O模块,得到精确的测头触发时刻坐标轴的位置;针对在线测量系统的误差,对重复精度进行实验分析,找出在x、y和z方向上进行测量时保证测量精度和效率的最优的测量速度;对测量路径进行规划并开发相关宏程序;实现基本的位置测量功能、刀具偏置的补偿和工件坐标系的自动修正。研究结论为复杂零件的测量以及在此基础上能够更高精度更高效率地在线测量奠定了基础。