快堆装载机支臂结构的动静态性能拓扑优化设计方法

摘要：针对快堆装载机支臂结构的动静态性能和轻量化设计要求,采用有限元法验证了原结构的安全性,提出了一种基于变密度法固体各向同性惩罚微结构（SIMP）,通过引入标准化系数建立起将多工况刚度和动态多个低阶关键固有频率归一为组合柔度指数最小的动静态多目标拓扑优化数学模型,并得到了合理的整体Pareto解。分析结果表明,根据拓扑优化结果改进设计的支臂动态性能明显提高,在安全停堆（SSE）工况下最大Tresca应力减小约10%,结构重量减轻约21.5%,较好地达到了既提高性能又减轻重量的结构优化目标。     

基于集成BP神经网络的数控机床主轴热误差建模

为了解决单一BP神经网络模型预测性能不稳定的问题,提出一种集成BP神经网络的数控机床主轴热误差建模方法。采用模糊c均值聚类法筛选温度敏感点,消除了冗余温度变量间的多重共线性。从机器学习的角度出发,分别采用平均法、中位数法和普通最小二乘法将几种具有弱预测性能的典型BP神经网络模型进行集成。以THM6380卧式加工中心为研究对象进行了主轴热误差实验,热误差预测性能分析结果表明,集成模型的预测精度和泛化能力优于单一BP神经网络模型,为机床主轴热误差建模及后续热误差补偿提供了新的思路。     

基于ANSYS WorkBench的精密卧式机床动静态性能分析

精密卧式机床整机静动力学特性对其使用寿命及加工性能有重要影响。利用有限元分析软件ANSYS WorkBench对自行设计的精密卧式机床进行了整机静动力学分析。静力分析中,以实际工况为基础添加载荷和约束,得到整机应力和应变分布图,结果验证了整机设计的合理性。动态分析中,通过谐响应分析,得出相同激振力下出现振幅峰值的共振点的频率,再通过模态分析得出这几个频率处的振型,对振型分析得出刚度最薄弱处为立柱。     

基于传动误差法的装载机减速机构故障诊断

针对核电装载机减速机构因齿轮轮齿磨损而影响其定位精度的问题,建立了一种包含故障信息的齿轮系统传动误差信号模型;基于传动误差法对减速机构进行故障诊断,便于企业早日发现故障,及时更换故障元件,减少经济损失。运用ADAMS软件仿真包含磨损故障的误差信号。改进了传统计算阶次跟踪重采样方法,对原始时域信号进行角域COT(Computed Order Tracking)处理;对重采样后的信号进行EEMD分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition),将故障分量进行阶次分析,找出故障特征频率;进一步,对故障分量进行倒谱分析,准确识别出故障元件。分析结果表明,改进算法使重采样效率提高了2/3;阶次分析与倒谱分析相结合的方法能够有效识别出装载机减速机构的故障元件。     

基于集成光纤传感器的工装状态监控技术研究

在飞机装配过程中,大型工装的状态变化主要受温度和负载影响。分析光纤传感器的传光特性,设计一种具有温度和应变采集功能的集成光纤传感器,提出一种基于集成光纤传感器的工装状态监控方法。采用PSO-BP算法建立温度、应变和工装定位器位置变化之间的数学模型,实现对工装定位器位置变化的监控。通过单独对光纤应变传感器采集数据进行分析,提出一种应变参数标定方法,标定后通过检测应变实现对工装定位器的三维负载监控。在某型工装上搭建试验平台,标定后传感器的检测精度在±2 N以内,满足使用要求,验证了此方法的可行性。