两自由度可控连杆机构系统机电耦联动态方程及其响应

针对控制电动机转子偏心时不均匀气隙磁场,分析其实际运行状态的机电耦合关系,建立以电机横振、扭振为节点位移的伺服电机单元,应用有限单元法建立含电机电磁参数和弹性连杆机构结构参数的系统非线性机电耦合动力学模型.通过对算例的数值计算,得出系统弹性振动固有频率和弹性位移响应随时间的变化曲线.结果表明,电机对机构弹性位移的影响不可忽视.文中的工作为此类系统进行动态优化设计提供一定理论依据,也为研究此系统动态特性打下一定的基础.     

AZ31镁合金微结构关联的孪生形核与长大统计分析

为了揭示金属镁合金晶粒大小、晶向及晶界倾角等微结构与孪生形核及长大之间的关联性,通过EBSD技术获取大量诸如晶粒尺寸、晶向及晶界倾角等微结构以及晶内孪生形核数、孪晶厚度等数据进行统计分析。对应变为4.9%的镁合金微结构的统计分析表明:晶粒大小、晶界倾角等微结构分布基本符合概率函数Weibull分布特征;大晶粒、高Schmid因子、小角度晶界有利于孪生形核,而孪晶长大对微结构的敏感度较弱;不是所有高Schmid因子的孪生变体都能够形核长大。由对孪生形核与长大随应变递增的演化分析结果可推测:相同晶粒内,不同位置对孪晶变体的形核强度有显著影响,很显然存在其他晶内微结构如缺陷、位错密度等对孪生形核产生重要影响;然而孪晶长大更多地受到晶内存在的孪生形核数和孪晶变体类型数量的强烈影响。本工作可为发展孪生形核长大与微结构的数学关系提供试验依据。     

混合输入五杆机构双电机轴扭振固有频率分析

以混合输入五杆机构为研究对象,基于功能原理将五杆机构和常速电机向伺服电机轴输出端作等效转换,研究了五杆机构及常速电机对伺服电机轴扭振固有频率的影响.同理,将五杆机构和伺服电机向常速电机轴输出端作等效转换,进而研究了五杆机构和伺服电机对常速电机轴扭振固有频率的影响.     

混流式水轮发电机组主轴系统非线性全局耦合动力学模型

长期以来,水轮发电机组的激烈振动现象严重影响电站的正常安全稳定工作.在高水头、大流量水流和强电磁场的共同作用下,其规律十分神秘,是一个至今仍未彻底解决的难题.文中以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,首先根据发电机、水轮机主轴和水轮机转轮的特点,分别建立发电机单元、水轮机主轴单元和水轮机转轮单元,然后在发电机单元、水轮机主轴单元和水轮机转轮单元的基础上,应用有限单元法建立混流式水轮发电机组主轴系统的非线性全局耦合动力学方程.所建方程较好地体现该系统动态性能与其水力参数、电磁参数和结构参数之间的实际关系,表达以往方程未能反映的动态性能,为进一步深入研究混流式水轮发电机组主轴系统的动力学特性与系统的水力参数、电磁参数和结构参数之间的内在联系奠定基础.     

装载机器人执行机构同构判断及构型综合

在利用图论相关原理对装载机器人进行构型综合的过程中,为解决拓扑图同构判断这一重大难题,提出了一种新的运动链拓扑图表示方法,通过利用树的相关理论将无序运动链的拓扑图表达为层次关系明确的树状图,根据树各层结构进行同构判断,该方法直观简单且不受拓扑结构中标号及赋权影响。基于该方法对装载机器人的执行机构进行构型综合,得到46种拓扑图,并通过拓扑图特定化及筛选获得了执行机构最佳构型。拓扑结构同构判断方法的提出为解决工程施工机器人构型综合奠定了基础。     

机加工与热处理的连续加工残余应力耦合情况研究

机加工选用工程上常用的铣削和刨削工艺,热处理选用淬火工艺。先对试样分别进行机加工和热处理,然后测试这些试样的残余应力,再对试样进行机加工、热处理连续加工,将其残余应力与之前单工艺的残余应力进行对比,从而了解残余应力的耦合情况。结果表明:在靠近试样两端面的位置,机加工热处理连续加工耦合残余应力和单独热处理残余应力差值较大;铣削淬火连续加工残余应力与铣削淬火叠加残余应力的比值为58.1%左右,刨削淬火连续加工残余应力与刨削淬火叠加残余应力的比值为78.25%左右,该比值可为今后计算连续加工残余应力提供参考。     

混流式水轮机转轮叶片频率可靠性分析

以混流式水轮机为研究对象,应用有限单元法建立转轮叶片的动力学方程,根据转轮叶片的频率方程计算转轮叶片的固有频率,依据水流激励频率与转轮叶片固有频率之差在规定范围内的关系准则,推导转轮叶片的共振失效概率和可靠度的计算公式,并通过实例对混流式水轮机转轮叶片的频率可靠性进行分析.     

平面二自由度五杆机构BP神经网络整定PID控制

针对平面二自由度五杆机构的轨迹跟踪问题,设计了一种基于BP神经网络整定的PID控制方法。该控制方案利用BP神经网络学习辨识机构系统的未知非线性动态,可以在线调整PID控制参数,以实现高精度控制。仿真结果显示该控制策略可以精确实现对于五杆机构的轨迹跟踪控制,该方法具有较好的自适应性和鲁棒性。     

基于变邻域人工蜂群算法的三维矩形箱体下料优化研究

相比一维、二维下料问题,三维空间下料优化问题存在零件规格种类多样、数量庞大、尺寸约束及工艺约束等多重因素限制,导致原材料利用率偏低的现象。为此,文中以三维矩形箱体为研究对象,建立了三维空间下料模型,基于变邻域人工蜂群三维矩形箱体下料算法及算法流程,设计了4种三维变邻域搜索策略：邻域交换、邻域顺序、邻域逆序及邻域正交,提出了5种三维解码方式：SCO,BCO,HO,WO和LO。试验结果表明：变邻域人工蜂群算法较人工蜂群算法在三维矩形箱体排样中有效提高了原坯料利用率及排样效率,排样方案更优、算法迭代时间更短、更加贴合生产实际,对解决制造业在三维空间下料效率与成本方面所面临的问题,具有很好的借鉴意义。     

轮式装载机工作机构动力学分析的有限元建模

运用等效单元思想,结合有限元方法,推导出轮式装载机工作机构的等效伪质量矩阵和等效力系表达式,并根据动力学普遍方程,建立系统的动力学非线性微分方程,求解采用降阶的四阶Runge-Kutta方法.建模过程简单,提高了建模的效率.所建方程反映了系统各个构件的运动关系,为轮式装载机工作机构的动力学分析提供了一种有效的建模方法.