数值模拟分析在近净成形中的运用

近净成形是零件成形后,对其进行少量加工或不加工就可以作为构件使用的技术。该技术建立在新材料、新能源、机电一体化、精密模具技术、计算机技术、自动化技术、数值模拟和分析技术等多学科和技术的基础上,改变了传统的毛坯成形方式,是使粗糙成形变成优质、高效、高精度和低成本的成形技术。本文讨论的数值模拟分析技术只是其中的一个方面,随着制造业的转型和升级,数值模拟分析技术在工艺优化中的作用将会越来越重要。     

欠驱动三刚体仿袋鼠跳跃机器人落地冲击分析

根据袋鼠的生物结构特性,建立了液压驱动的欠驱动仿袋鼠跳跃机器人三刚体模型.利用拉格朗日方法建立了机器人在着地阶段的动力学方程及主、被动关节动力学耦合方程,利用Maple 15进行符号计算得出耦合因子.结合实例,应用Matlab7.0分别对碰撞力、地面的反作用力、系统动能、及总质心在y方向上的位移变化进行了计算和仿真;并与全驱动的仿袋鼠跳跃机器人刚性模型进行了对比分析.还通过跳跃机器人两种模型的跳跃模拟对比实验,用加速度传感器测得落地冲击时质心加速度曲线.结果表明:弹性元件的引入有效地起到了缓冲的作用,减轻了着地时机器人与地面的振动和冲击,提高了跳跃机器人的落地稳定性,节省了系统损耗的能量.     

热压法制备P型Si0.8Ge0.2合金及其热电性能

采用真空熔炼和热压烧结法制备了B含量为0．3％～０．72％的P型Si0．8Ge0．2固溶体合金，对样品进行了物相结构分析和微观形貌表征，并研究了掺B量对合金热电性能的影响。结果表明：随着B掺杂量的增加，电导率σ增大，塞贝克系数α减小。功率因子α2σ在B掺入量约为0．6％时达到最大值。     

移动焊接机器人滑模控制研究

分析了移动焊接机器人的运动学模型,给出了切换函数和滑模控制器的实现过程,利用李亚普诺夫函数论证了系统的稳定性.软件仿真结果表明,针对焊接机器人这类高度非线性和不确定性系统,设计的滑模控制器能达到较好的控制品质且有效的减少了系统抖振问题.     

空间低红外辐射液氮冷屏低温特性研究

应用低温冷屏蔽方法可以降低空间飞行器表面红外辐射强度。建立分层贮液及气流分离空间冷屏蔽系统模型,应用流场数值模拟参数计算对流换热经验关联式并获得不同边界对流换热系数,将对流边界条件代入稳态传热数值模拟过程并得到液相区及气相区表面温度分布规律。建立单元传热试验模型,应用当量分析法对试验模型天地一致性进行分析,结果表明:极端状态下分层贮液高度小于100mm时传热模拟表面最大温度92.9K,流场最大温度107K,试验最大温度180K,受当量辐射影响,试验温度梯度与模拟梯度外形相似但大于模拟温度梯度;试验当量辐射接近1592.6W/m2,地面液氮维持时间15min,空间维持时间大于30min;分层贮液模型能够使空间飞行器在特定时间段内表面温度低于100K,红外辐射强度低于0.5W/m2。     

轴向运动Timoshenko梁固有频率的求解方法研究

研究两端铰支边界条件下Timoshenko模型轴向运动梁的横向振动问题,分别利用复模态分析方法和Galerkin方法求解系统的固有频率;讨论轴向运动梁前两阶固有频率随轴向运动速度的变化情况;最后给出数值算例,分析复模态分析方法、二阶Galerkin截断和四阶Galerkin截断方法对固有频率结果精确度的影响.     

微通道内壁面粗糙度对电渗流影响有限元模拟

Lab-on-a-Chip(芯片实验室)系统迅速发展对微流体的研究提出更高的要求,微通道壁面粗糙度对微尺度下的流体存在显著影响。采用有限元模拟研究了壁面机糙度对圆形截面微通道内电渗流的影响机理。壁面粗糙度几何模型采用三角形波形并考察了微通道两端存在阻碍压力作用下的情况。结果表明,壁面粗糙度宽度和间隔增加时微通道中截面流速先减小后增加。相对粗糙度值在0.01～6%之间时截面流速随着相对粗糙度的增加非线性减小,但减小趋势变缓。相对粗糙度增加时压力与截面流速线的斜率减小,截面流速不易受压力变化的影响。     

基于MATLAB的起重机四连杆结构瞬时角度计算

四连杆结构设计是门座起重机设计工作的主要内容。本文通过推导门座起重机的四连杆结构的几何关系建立了非线性方程组,并基于MATLAB完成求解,得到四连杆结构中的象鼻梁、臂架和大拉杆构件与水平面的瞬时夹角,为建立四连杆结构的空间杆系模型提供初始数据;同时,按照四连杆结构的变幅位置对应计算结果完成了图形显示,方便设计人员进行数据分析。     

椭圆积分方程的快速数值求解与误差分析

椭圆积分方程的查表求解效率较低而且容易引起数据误差。为此,文中应用数值方法对第一类完全椭圆积分和不完全椭圆积分的近似求解进行了研究,并将基于MATLAB完成的计算结果与数学用表进行了比对,分析了合理的设置计算步长对数值解法的结果误差的影响。结合应用实例,对给定k值的Troposkien啦线进行了坐标计算,同时计算了结果的理论误差值。     

基于BP神经网络的触摸屏校准算法

由于触摸屏的密度不一致,采用简单线性转换限制了校准精度的提高。为了获得更高的校准精度,提出了基于BP神经网络的电阻型触摸屏校准方法,构建了神经网络模型,并利用BP算法的非线性隐射能力对触摸屏标定数据进行了输入一输出的非线性逼近。仿真实验结果表明,与两点比例校准相比该校准方法在校准精度上大约提高了3倍,明显优于同类算法。