面向智能制造创新人才培养的机器人实验室开放项目实践探索

基于智能制造创新人才培养,结合智能制造产业需求与专业内涵,建立3组实验室开放项目,将结构设计、仿真技术、制造技术与控制技术有机整合,以常州工学院机器人实验室为实践平台进行创新人才培养实践研究.实践结果表明,机器人末端执行器开放项目能够有效培养学生结构设计、仿真、制造、控制等专业能力,并促进学生知识综合与创新思维的发展.同时,开放项目研究成果具备较好的向发明专利、学科竞赛等方面转化的效果.     

形貌优化在机枪枪管频率设计中的应用以及射击精度改进研究

为了提高机枪系统射击精度,将瞬态动力学与模态分析技术相结合,为枪管结构形貌优化选择了合适的目标模态,并对其进行了形貌优化。并采用刚柔耦合动力学与外弹道计算对优化前后机枪系统动力学响应特性、射击精度进行了对比研究。结果表明：采用优化后的枪管结构后,枪口高低方向振动位移、速度、射角最大值分别减少了40%、52%、46%左右,效果良好。并且,机枪射击精度指标R50、R70分别由原先的7.7cm、11.6cm下降为2.6cm、6.4cm,射击精度指标分别提高了66%、44%左右,提升效果较为明显。本文研究,可为同类武器结构设计提供参考。     

弧形三脚架减振效果及射击精度改善研究

为研究一种新型弧形三脚架结构对机枪振动抑制以及射击精度改善情况,基于ADAMS以及相关实验数据建立了准确的机枪系统刚柔耦合动力学模型。在其余条件一致的情况下,对比了不同枪架在射击过程中的膛口动力学响应。根据外弹道理论,以及弹头出膛口扰动,对射击100m距离弹头散布进行了计算。结果表明：膛口的振动主要体现在高低方向上(y轴),在该方向上膛口位移、速度、射角峰值平均值分别降低了27.8%、25.8%、31.1%左右。弧形三脚架对应的弹头散布圆半径R100,R50分别改善了33.6%、23.2%。弧形三脚架结构可有效改善机枪系统射击精度。     

以射击精度为目标的枪口动力学特性分析与匹配

为了提高某12.7 mm重机枪射击精度,结合机枪系统刚柔耦合动力学计算、外弹道理论以及相关实验数据对枪口动力学特性进行了匹配分析,研究了枪口质量对其动力学响应特性以及射击精度的影响。研究表明:弹头散布参数R_(50)、R_(70)将随着枪口质量的增加而呈现出先上升后下降的趋势。由于过大的枪口质量不利于实现机枪系统的轻量化设计,为了提高机枪系统射击精度,应尽量减小枪口附近质量。当枪口质量逐渐减小并趋于零时,射击精度参数R_(50)、R_(70)分别原来的7.7 cm、11.6 cm下降至2.7 cm、5.0 cm左右,可分别提高0.65倍、0.57倍左右,效果较好。     

首发浮动的高初速榴弹机枪发射性能研究

为研究采用首发浮动技术的榴弹机枪(GMG)的动力学特性,建立GMG刚柔耦合动力学模型,并进行了20连发动力学计算。通过动力响应研究了浮动参数对射击密集度的影响。采用外弹道理论计算了20连发射击密集度,并与实验值进行比较,对动力学模型的准确性进行了验证。研究了浮动参数对武器架座力及射击密集度的影响规律。研究结果表明:建立的仿真计算模型可以有效预测GMG射弹散布,并可通过合理匹配浮动参数达到提高武器射击密集度、降低武器后坐力的目的。     

基于虚拟材料方法的龙门数控机床动态特性影响机制分析

为了对龙门数控机床动态特性的影响机制进行分析,基于多目标优化方法获取其结合部虚拟材料模型的参数,构建了精确的结合部虚拟材料模型,从而建立了准确的龙门数控机床动力学模型,并对此方法建立的动力学模型进行了试验验证.基于此动力学模型,对龙门数控机床动态特性的影响机制进行分析,结果表明:螺栓固定结合部的虚拟材料参数对龙门数控机床的固有频率影响最大;在结合部虚拟材料参数中,弹性模量对龙门数控机床的固有频率影响最大;前三阶固有频率皆随表面粗糙度的增大而变小,而固有频率受结合部真实接触面积与名义接触面积的比值的影响情况较为复杂.     

含虚拟材料结合部的高速滚珠丝杠进给系统动态特性分析

为了构建精确的滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型,提出基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型参数的方法。采用分形理论建立滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料参数解析模型,得到结合部虚拟材料参数的初步优化区间。基于多目标优化方法,获得滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型的参数,并通过试验对此参数获取方法进行了验证。分析结果表明:滚珠丝杠进给系统的振动模态会随工作台位置的变化而改变,主要因为工作台位置变化会改变伺服电机输出轴和工作台之间丝杠的长度,从而影响系统的刚度。     

基于虚拟材料的滚珠丝杠进给系统建模及其时变特性研究

为了建立准确的滚珠丝杠进给系统的动力学模型并对其时变特性进行分析,提出了单独获取法和整体获取法两种基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型的参数,从而构建精确的结合部虚拟材料模型,并通过实验对此两种参数获取方法进行了验证.结果表明:基于多目标优化方法整体获取全部结合部虚拟材料模型参数的获取方法计算量大,但操作简单且获取...     

喷管气流反推技术在改善机枪射击精度中的应用

为了改善机枪系统射击精度,将喷管气流反推技术应用于某12.7 mm重机枪系统,在枪管不同位置设计喷管,并设计了3种喷管工作方案进行比较。根据相关实验数据,建立了准确的机枪系统刚柔耦合动力学模型并进行计算,获得了弹头出膛口瞬时膛口响应。根据外弹道理论,对射击距离100 m弹头散布进行计算,对比了不同喷管作用形式对机枪系统射击精度的改善情况。研究结果表明：喷管以力矩形式作用于枪管时,弹头出膛口瞬时高低方向位移、射角、速度扰动波动小,射向一致性高,对应的散布圆半径R₅₀改善72.3%左右,可有效改善机枪系统射击精度。