铸件任意剖面的温度场显示

任意剖面的温度场显示是铸件凝固过程数值模拟后处理的重要技术。提出了一套铸件任意剖面求取及高质量彩色云图生成的通用方法，即基于铸件实体模型的STL格式求取剖面轮廓线、对剖面进行三角化，以及利用四面体插值技术求得剖面上的温度场，并采用0penGL的裁剪平面实现任意剖面及其彩色云图的绘制。     

空气轴承节流器阵列气膜压强的等效电路建模

对于空气轴承中气膜的复杂湍流运动,无法直接用解析法求解其雷诺方程。针对计算流体力学(Computational fluiddynamics,CFD)方法计算大规模节流器阵列气膜压强分布所需时间较长的问题,提出一种结合节流器单元气膜等效电路建模与分段非线性插值的气膜压强分布解析计算方法。在CFD仿真得到单元气膜压强分布的基础上,建立以线性电阻网络表示的多端口单元气膜稳态等效电路模型,确定了其中的模型参数。通过对单元气膜进行区域划分,借助PSpice电路仿真得到的关键点电位数据,确定气膜压强的分区段插值函数,从而计算得到单元气膜承载力,与CFD仿真结果相比误差为3.7%。通过16个单元的互联建立4 4阵列等效电路模型,可快速计算出阵列气膜的承载力。与CFD仿真相比,4 4阵列等效电路模型的计算误差为8.74%,而计算速度提高三个数量级以上。     

双作用式平行分度凸轮机构的速比设计

双作用式平行分度凸轮机构对速比曲线的几何形态有特殊要求，这使得该机构的速比不能从同类机构现有运动规律中得到，而必须经过特殊设计。利用Bezier插值方法，根据约束条件确定定义点位置，由“获得速比曲线。该方法在满足上述特殊要求的前提下，容易实现对速比曲线优化设计。     

二维PSD非线性修正技术研究

本文在总结前人研究成果的基础上，提出适用于非均匀网格的二维PSD离散标定误差修正方法，即改进型双二次插值算法。该算法对双二次插值的系数函数做了修正来适应实际的非均匀网格。测试结果表明经补偿后在PSD中心1mm范围内示值误差小于2μm。同时，该算法具有和MATLAB内置的双调和样条插值相同的补偿精度甚至更高，但是相对更简单。     

新型并联机床数控系统插补算法的研究

提出一种用于新型并联机床的粗、精插补策略和算法 ,粗插补采用直接对加工曲面进行插补的方法。以NURBS曲线为例 ,运用合理计算方法推导出粗插补计算公式 ,并对粗、精插补进行了误差分析。插补实例结果表明 ,该插补算法具有恒速进给、加工表面轮廓误差易于控制等特点     

基于非特征分块插值技术的准双曲面齿轮数字化真实齿面建模方法

针对含磨损情况的准双曲面齿轮真实齿面数字化模型构造问题,提出基于非特征分块插值技术的准双曲面齿轮数字化齿面构造方法。基于非特征的离散数据分块技术对三坐标测量仪测量获得的真实齿面离散数据进行分块,判断出的齿面磨损区域。再结合插值改进算法对齿面磨损区域进行局部插值。对传统离散数据点光顺算法进行改进,提高插值构造齿面的光顺性。通过实例比较,本方法不仅减少插值算法计算量,提高齿面插值数据点的精度,改善数字化齿面的光顺性。为含磨损情况的准双曲面齿轮动态性能预测打下基础。     

Modeling and simulation of temperature drift for ISFET-based pH sensor and its compensation through machine learning techniques

The paper presents modeling and simulation of ion-sensitive field-effect transistor (ISFET)-based pH sensor with temperature-dependent behavioral macromodel and proposes to compensate the temperature drift in the sensor using intelligent machine learning (ML) models. The macromodel is built using SPICE by introducing electrochemical parameters in a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) model to simulate ISFET characteristics. We account for the temperature dependence of electrochemical and semiconductor parameters in our macromodel to increase its robustness. The macromodel is then exported as a subcircuit element, which is used to design the readout interface circuit. A simple constant-voltage, constant-current (CVCC) topology is utilized to generate the data for temperature drift in ISFET pH sensor, which is used to train and test state-of-the-art ML-based regression models in order to compensate the drift behavior. The experimental results demonstrate that the random forest (RF) technique achieves the best performance with very high correlation and low error rate. Corresponding curves for output signal using the trained models show highly temperature-independent characteristics when tested for pH 2, 4, 7, 10, and 12, and we obtained a root mean squared error (RMS) variation of ΔpH ≤ 0.024 over a temperature range of 15°C to 55°C in comparison with ΔpH ≤ 1.346 for uncompensated output signal. This work establishes the framework for integration of ML techniques for drift compensation of ISFET chemical sensor to improve its performance.     

三次B样条曲线数据采样插补器的研究

针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求，基于数据采样插补原理，提出 了一种改进的三次B样条曲线插补器。利用此B样条曲线插补器进行数控加工，能够保证在整个加工过程中加工效率和加工质量的一致性，三次B样条曲线插补技术的实现将大大提高曲线，曲面零件数控加工的效率和加工质量。     

一种陶瓷刀片数控砂带磨床设计方案

提出一种基于车铣中心的数控砂带磨床设计方案。该方案利用FANUC OTC数控系统的极坐标插补功能和砂带磨削工艺 ,可实现陶瓷刀片型线的高效率、低成本数控加工     

任意齿差纯滚动活齿传动齿形设计方法及啮合特性研究

由于高次多项式类曲线具有无刚、柔性冲击的特点,为实现任意齿差纯滚动活齿传动,提出基于五次多项式类曲线的新齿形设计方法。基于转速变换和包络原理,推导出中心轮齿廓方程,制定中心轮避免齿形干涉的设计条件,分析中心轮齿形曲率半径变化规律,阐释活齿轴半径对中心轮齿形的影响;根据活齿传动啮合原理,以压力角表达式表征啮合特性,并对影响最小压力角及传力齿廓区间大小的表征参数进行分析,为任意齿差纯滚动活齿传动结构几何参数的选择提供了设计依据。给出设计实例,验证理论分析结果的有效性,仿真结果表明,高次多项式类任意齿差纯滚动活齿传动受力效果好,传动平稳,设计方法简单,易于形成模块化与系列化设计,具有广阔的应用前景。