双层紫外光固化树脂金刚石锯丝研究

针对单层紫外光固化树脂金刚石锯丝存在树脂柔韧性差、金刚石磨粒易脱落等问题,提出了一种双层紫外光固化树脂金刚石锯丝制作工艺.该工艺先在芯线表面涂覆一层柔韧性好并且与芯线结合能力强的光固化树脂,经紫外光固化,再在该树脂层表面涂覆一层含金刚石磨粒的光固化树脂并且固化.分别用双层和单层紫外光固化树脂金刚石锯丝对硅锭进行切割对比试验,其中双层紫外光固化树脂金刚石锯丝切割效率达到26mm2/min;切缝和崩边小,材料利用率高;表面粗糙度从Ra4.595 μm减小到Ra1.031μm,切片质量较高.     

基于分数阶PID算法的磁流变液柔顺关节控制研究

为了使机器人关节具备主动变刚度特性,基于磁流变液的可控流变特性设计了一种新型机器人柔顺关节,并提出基于分数阶PID(PI~λD~μ)控制算法进行磁流变液柔顺关节的动态扭矩跟踪控制,采用频域设计方法,通过期望截止频率和相位裕量推导出理想Bode传递函数状态下的PI~λD~μ控制器设计参数,建立了基于PI~λD~μ的控制系统。设计了磁流变液柔顺关节实验平台,并且基于LabVIEW图形化编程语言开发了控制软件系统,分别进行了基于PI~λD~μ和整数阶PID动态扭矩跟踪控制实验,实验结果证明,PI~λD~μ控制算法对基于磁流变液设计的机器人柔顺关节具有较好的动态扭矩跟踪控制作用。     

面向功能需求的产品适应性修改单元识别方法

针对产品内部单元修改操作的效应传导过程缺乏有效的分析方法,导致无法明确优先修改对象的问题,提出一种产品适应性修改单元识别方法。首先,建立功能需求与产品实例功能的量化匹配模型,借助可拓集方法将匹配结果划分为3个功能域,并通过多层"功能—行为—结构"纵向分解得到产品的功能—结构底层映射关系;其次,细化结构修改粒度至零件特征层,构建零件及特征的物元表达模型;在此基础上,构建以零件特征物元为节点的基元有向图,提出基于基元有向图的综合传导度计算方法,并以综合传导度作为产品修改单元的识别依据。最后,以某款螺蛳切尾设备的实例应用验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于BP神经网络算法的Ti-6Al-4V激光NiAl-VC合金化的工艺研究

为了进一步提高Ti-6Al-4V的性能,以满足其在工程中更广泛的运用,研究了在Ti-6Al-4V激光NiAl-VC合金化的工艺。以改变激光功率、激光扫描速度和粉末质量含量比例进行了工艺实验,采用BP神经网络(BP-NN)算法,建立了合金化层性能与工艺参数之间的关系模型,并通过验证实验表明预测效果良好,具有可行性。采用BP-NN算法进行了模拟实验,分析了不同工艺参数条件对合金化层深度、宽度、平均硬度、最高硬度的影响规律。本研究对Ti-6Al-4V激光NiAl-VC合金化的实践应用具有指导意义和参考价值。     

基于自适应无网格的HA-Ti梯度材料接触分析

对于等离子喷涂制备的HA-Ti梯度生物材料,由于其在实际使用中必然受到接触、摩擦磨损作用,而对其热力耦合接触模型的研究是以上研究的基础.由于HA-Ti梯度生物材料的材料组分沿厚度梯度变化,故可利用自适应无网格法计算方便、求解精度高以及计算耗费小等优点,并与有限元法耦合,考虑摩擦力和摩擦热输入等因素的影响,建立热弹接触数值求解模型.通过对真实粗糙涂层表面在不同载荷情况下的算例表明:此模型能有效、快速地求解非均质、高强度和脆性的复合材料,并取得了较好的效果.     

基于神经网络的大柔性灵巧手指弯曲角度预测

介绍了一种新型大柔性灵巧手指,该手指弯曲性能好、易于控制但数学建模复杂.基于BP神经网络基本理论,建立预测该手指弯曲角度的BP神经网络模型.通过大柔性灵巧手指弯曲特性实验获得样本数据,借助于MATLAB仿真软件中的神经网络工具箱作为开发平台,将实验样本数据用于BP网络训练.利用训练好的BP网络模型对手指弯曲角度进行预测,预测误差范围控制在3%以内.研究结果表明:这种神经网络模型能够准确预测手指的弯曲角度.     

一种单幅图像及其辅助曲线的三维建模方法

针对单幅图像的三维建模存在对用户的建模意图还原度不高、模型不够真实的问题,提出了一种通过构造曲线和辅助曲线来创建三维模型的方法.离散图像并补全构造曲线,为每条构造曲线添加辅助曲线.寻找离散后构造曲线间的对称关系并设置对称平面,计算曲线在三维空间中的位置.移动、旋转辅助曲线,得到三维模型,根据特征点位置和类型组合三维模型.实验结果表明,该方法得到的三维模型较符合用户的建模意图,同时具有算法简单、建模速度快、实用性强等特点.     

基于可拓距的改进k-means聚类算法

针对现有聚类算法在初始聚类中心优化过程中存在首个初始聚类中心点落于边界非密集区域的不足,导致出现算法聚类效果不均衡问题,提出一种基于可拓距优选初始聚类中心的改进k-means算法。将样本经典距离向可拓区间映射,并通过可拓侧距计算方法得到可拓左侧距及可拓右侧距;引入平均可拓侧距概念,将平均可拓左侧距和平均可拓右侧距分别作为样本密集度和聚类中心疏远度的量化指标;在此基础上,给出初始聚类中心选取准则。通过与传统k-means聚类算法进行对比,结果表明改进后的k-means聚类算法选取的初始聚类中心分布更加均匀,聚类效果更好,尤其在对高维数据聚类时具有更高的聚类准确率和更好的均衡性。     

变电站避雷针杆模态及谐响应分析

针对避雷针杆人工检测与维护的耗时耗力及其结构损伤难以探测的问题,开展变电站避雷针杆的动力学特性研究。通过Solidworks软件建立了变电站避雷针杆的实体模型,并基于ANSYS Workbench对避雷针杆进行了模态分析和谐响应分析,通过模态分析得出了避雷针杆的前10阶固有频率及振型,为了解避雷针杆的动态性能及初步确定避雷针杆的薄弱部位起到了指导作用,并为谐响应分析提供了激振频率范围。通过谐响应分析,得出避雷针杆位移频率响应曲线,分析得到了避雷针杆最易产生共振的频率。研究结果表明,第一、二阶模态对避雷针杆的动态性能影响最大,同时其第7节和第6节为应力最为集中的部位,法兰连接结构处为薄弱环节。该研究成果对提高避雷针杆的可靠性具有积极意义,并为后续提出基于动力学特性分析的避雷针杆探损方法奠定了基础。