基于ANSYS的变刚度螺旋弹簧优化设计

结合现有的弹簧设计理论及方法和ANSYS软件的优化功能,采用APDL语言实现了一种变刚度螺旋弹簧参数化的优化设计,给出其基本设计过程。采用该程序对实例中的弹簧进行优化分析,实例表明,提出的设计方法简单易行,结果合理。     

输入受限空间飞行器大角度机动控制器设计

研究了控制力矩受限时空间飞行器的大角度姿态机动控制问题。为克服大角度机动时使用欧拉角可能产生的奇异问题,文中使用四元数形式的微分方程来描述飞行器的运动。首先运用Lyapunov方法,然后根据能量重置耗散思想,基于非线性脉冲混杂系统的扩展La-Salle不变集原理,设计了混杂脉冲大角度调节器。仿真结果表明:控制算法能在输入力矩有限的条件下较快地实现姿态大角度机动,具有设计简单、易于工程实现的特点。     

星际软着陆机动能力评估方法研究

针对软着陆过程中自主选取安全着陆点的需要,研究了探测器机动能力的评估方法.首先根据软着陆制导律,建立加速度模型积分结果与剩余燃料可生成速度增量之间的数学关系,推导出探测器机动能力的数值计算方法;其次,将软着陆过程中抵消重力作用与位置机动看作两个独立的过程,并假设位置机动过程为理想两脉冲机动,推导出解析的软着陆机动能力表达式;最后,通过数值仿真表明两种分析方法能够得到相近的结果,解析的机动能力分析方法可以实时的对探测器可能着陆区域进行预测,能够为探测器自主的选定着陆点提供重要依据.     

螺旋CT的三维空间面皮参数平面化方法*

将三维空间面皮转换为二维平面可以使获取面皮特征、颅骨与面皮的关联信息更方便。通过改进的轮廓线提取方法剔除原始切片冗余数据,对重构得到的面皮数据进行空间坐标系的规范,并以最近邻区域(NNR)划分方法将空间面皮的点云数据点集化,最后结合新划分的平面点数据集的特点提出了线性插补的参数平面化方法和基于链表的参数平面化方法。实验证明两种方法的效果良好,验证了其正确性和可行性。     

半球型动压气体轴承陀螺电机设计及性能测试

针对高精度三浮陀螺用半球型动压气体轴承陀螺电机的启停寿命问题,对半球型动压气体轴承的设计理论以及保证轴承在电机工况下能可靠启停的一些关键技术进行研究.其中轴承间隙和螺旋槽结构参数是影响轴承可靠启停以及其力学性能的关键因素,将螺旋槽结构参数作为变量,通过改变变量参数来分析轴承力学指标的变化趋势,得出螺旋槽各关键参数与轴承刚度的关系曲线;通过有限元法仿真分析并校核了电机在工况下轴承的稳定性,证明了轴承间隙参数设计合理.在此基础上研制了半球型动压气体轴承陀螺电机样机,并进行专项的电机启停寿命试验,启停次数满足陀螺不少于3 000次指标要求,满足高精度三浮陀螺的使用要求.     

飞翼无人机非线性控制设计方法

为实现飞翼无人机的机动飞行,以带有流体矢量方向舵的飞翼无人机为设计对象,采用非线性设计方法设计了控制器,并进行飞行验证.针对飞翼无人机的机动飞行控制存在各种耦合和扰动的特点,设计内环线性化解耦以消除已知不利的耦合项,外环反步跟踪方法进行航迹跟踪的控制律结构,证明了该控制结构的稳定性.同传统反步控制方法相比,该控制器增加了内环解耦结构,并在控制结构中保留气动阻尼项,使得线性化后的系统为弱非线性系统.该结构不仅可以降低外环控制器设计的保守性,而且便于工程实现.仿真和飞行试验表明,该控制方案是有效的.     

面向沿道路机动的最优路径模型优化

根据“公路”地理实体的数据结构以及机动的特点,对最优路径模型以及模型的影响因子进行解析,提出了改进的最优路径模型影响因子。通过层次分析法,量化改进后的权重体系并通过算例分析验证其合理性;利用改进后的最优路径模型,经验证符合实际情况需求。     

考虑安装错位的弧齿锥齿轮小轮齿面再设计

为保证弧齿锥齿轮副在实际工况下具有良好的齿面印痕与啮合状态,研究安装错位的识别技术以及错位条件下的齿面再设计技术.分析可导致相同齿面印痕的多种安装错位组合之间的关系;提取齿面印痕的数值特征,以两接触轨迹曲线的偏差和最小为目标函数,采用优化方法识别当量安装错位;基于局部综合法,根据当量安装错位重新设计小轮的齿面.以一对弧齿锥齿轮副为例,比较实际安装错位与当量安装错位作用下的小轮再设计齿面的差曲面,验证了该设计方法的正确性和有效性.     

Characteristics of Left-Right Spiral Hollow Cylindrical Roller

Based on new rolling-sliding compound bearings,the wear between the one-way spiral hollow cylindrical roller and the ribs of the inner and outer ring of rolling-sliding compound bearings is reduced by innovational structural design. A new left-right spiral hollow cylindrical roller is proposed to replace the one-way spiral hollow cylindrical roller. The finite element analysis models of ordinary cylindrical rollers,one-way spiral hollow cylindrical rollers and left-right spiral hollow cylindrical rollers are respectively established by ABAQUS.The axial displacement of their center mass and the stress distribution of left-right spiral hollow cylindrical rollers are compared and analyzed. Theoretical study results show that this new left-right spiral hollow cylindrical roller not only inherits the advantages of one-way spiral hollow cylindrical rollers,but also avoids the axial offset and the serious wear of the one-way spiral hollow cylindrical roller. And the theory research conclusion is verified by the experiment. The left-right spiral hollow cylindrical roller has the advantages to overcome boundary stress concentration like logarithmic convex roller. The rolling-sliding compound bearings equipped with the new rollers can be better to adapt to the impact of vibration load.     

弧齿锥齿轮有限元建模与接触分析

为了使有限元软件能够对齿面微米量级变化的齿轮进行分析,提出了基于高精度建模的有限元分析方法。将齿面的理论计算公式转化成数值计算算法,按照有限元理论和有限元软件的编程语法将齿轮实体进行节点坐标求解和网格单元划分,可以求得一对装配好的有限元齿轮模型。高精度建模的高重合度弧齿锥齿轮算例中,将有限元计算结果与实验结果对比,发现两者的一致性:弯曲应力曲线形状一致,变化规律相近;接触印痕区域一致,变化趋势相同。高精度建模有限元分析能够清晰的反映齿面微米量级改变导致的印痕和应力的变化。