基于内容的3D模型检索及其在CAD/CAM中的应用

介绍了基于内容的三维模型检索的概念和框架以及对检索算法的基本要求,并依据对模型内容的形状特征提取和处理方法,将目前基于内容的三维模型检索算法进行分类介绍并分析其优点和局限性。论述了基于内容的三维模型检索技术在CAD/CAM中多方面的应用,指出适用于三维CAD模型的检索技术存在的问题及进一步发展的方向。

中心轮浮动式行星传动动态均载性能研究

以中心轮浮动式2K-H行星齿轮传动系统为研究对象,综合考虑各零件的加工误差、装配误差、齿轮啮合时变刚度以及浮动式均载机构等因素对行星齿轮均载性能所产生的影响,建立了该系统的非线性动力学模型。采用Newmark法求解,得到了在均载机构作用下系统载荷不均系数的时域历程,就间隙浮动、负载扭矩以及行星轮装配方式对均载性能的影响做出了分析,计算了各项误差对载荷不均系数的灵敏度,研究了零件各项误差对行星传动均载效果的影响,为行星齿轮传动的设计提供了依据。

复合材料层合板预紧螺栓连接应力分析

针对复合材料层合板预紧螺栓连接结构,建立了全尺寸三维有限元模型,应用非线性接触算法模拟螺栓连接。采用降温法模拟螺栓预紧力,给出了预紧力与等效温度载荷的计算公式。通过分析不同预紧力下的层合板孔边应力分布,得到了预紧力与孔边拉应力以及预紧力与孔边层间应力的关系曲线。

新型带槽扩展层约束阻尼梁结构的建模与仿真

在普通约束阻尼梁结构的基础上提出了一种新的带槽扩展层约束阻尼梁,扩大了阻尼层到基层的距离。另外由于带槽扩展层的剪切刚度可视为无穷大,对原结构的弯曲刚度没有大的影响,并且大大增加了阻尼层的剪切变形,因此极大地增加了阻尼层的剪切耗能量。笔者用工程中常用的有限元法以及ANSYS建立了梁结构的振动模型,得到了梁的谐频响应曲线,并用ANSYS进行了模态分析,利用模态应变能法求解了普通约束阻尼结构和此种新型带槽扩展约束阻尼结构的结构损耗因子,初步验证了此种新结构良好的减振效果。

混联机床位置精度的误差补偿

对混联机床的位置误差进行了检测和补偿。利用激光干涉仪对混联机床沿X向导轨做直线运动时的定位误差和重复定位误差进行了检测,参照数控轴线的定位精度和重复定位精度的定义对测量的误差数据进行了分析和处理,采用可编程多轴运动控制卡PMAC的丝杠补偿和间隙补偿功能对X轴线单、双向定位误差和重复定位误差进行了补偿,并将补偿前后的检测结果进行了对比。对比结果表明:轴线的定位误差和重复定位误差都显著减小,说明所采用的补偿策略可行有效。

TC4钛合金表面两种电弧靶制备TiAlN膜层的摩擦学性能研究

为了改善钛合金表面的摩擦学性能,采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面分别以TiAl合金靶材和Ti、Al独立靶材制备了TiAlN硬质膜层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、划痕仪和显微硬度计研究了TiAlN膜层的结构、形态、硬度和膜基结合强度。利用球-盘磨损试验机和喷射式固体粒子冲蚀试验机研究了TiAlN膜层的摩擦学性能。结果表明:TiAl合金靶材和Ti、Al组合靶制备的TiAlN膜层均显著提高了TC4合金表面的硬度、承载能力、抗滑动磨损和耐固体粒子冲刷磨损性能,但是TiAl合金靶制备的TiAlN膜层晶粒更为细致,其硬度、韧性和膜基结合强度均比Ti、Al独立靶材制备的TiAlN膜层高,因而其抗滑动磨损和耐固体粒子冲刷磨损性能更为优异。

平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料开孔试样的疲劳行为

通过室温等幅单向拉-拉疲劳试验并结合超声C和电镜扫描,研究平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料开孔试样的疲劳行为。结果表明:开孔试样疲劳极限约为极限拉伸强度的85%~90%,与光滑试样相当;其具有较小的疲劳缺口系数,对开孔敏感性小;疲劳峰值应力稍低于疲劳极限时损伤不明显,超过疲劳极限时疲劳寿命下降很快;疲劳断口从开孔中间穿过,断口形貌及破坏机理与光滑试样相同。

提高单轴式超声波悬浮能力的研究

在超声悬浮原理的基础之上,分析了超声悬浮器的几何参数、气体介质、温度、重力水平和声流等因素对悬浮性能的影响。通过分析发现,采用合适的曲率半径和较大的截面半径的反射盘和采用密度大的气体介质及较低的重力水平能有效提高声悬浮能力。温度的升高会使声悬浮力突然急剧下降,进而会影响声悬浮的稳定性。悬浮样品的直径和密度越小越容易悬浮,样品直径一般不应大于声波波长的1/4~1/3。此外,随着声压的增高,声流也会影响声悬浮的稳定性。

飞机起落架结构疲劳与寿命设计展望

实现长寿命、高可靠性与低成本维修是现代高性能飞机起落架结构设计的核心问题。笔者综述了当前国内外飞机起落架结构疲劳与寿命设计的研究进展状况,对应用于起落架结构设计的细节耐久性方法、局部应变疲劳分析法进行了评述和总结,并对最近发展起来的三维疲劳断裂理论、起落架疲劳寿命预测的不确定性方法进行了归纳和展望。

2008年《机械科学与技术》被评选为首批中国精品科技期刊

多参数摩擦模型及其在机构动力学分析中的应用

论述了多参数摩擦模型中各参数的物理意义及其取值。分析了指数+双曲正切摩擦模型中,Stribeck速度vs和双曲正切函数中参数k的关系,得出了要使摩擦力曲线峰值fmax与静摩擦力fs的比值的误差小于5%,应使k≥(10/vs)的结论。基于指数+双曲正切摩擦模型,建立了游梁式抽油机非线性动力学分析模型,应用数值迭代法求解,获得了驱动力矩和机械效率的变化规律。理论计算与实际现象相符合,说明在机构动力学仿真中,指数+双曲正切这一多参数摩擦模型较之库仑摩擦模型能更精确地反映运动副耗散力的影响。

漂浮基双臂空间机器人姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题。利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性动力学模型。以此为基础,对双臂空间机器人姿态、关节协调运动的控制问题作了研究。考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的滑模变结构控制理论,设计了双臂空间机器人姿态、关节协调运动的滑模变结构控制方案;为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点,我们附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的系数,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振。

考虑温度场影响的柔轮应力有限元分析

在分析现有柔轮强度研究方法的基础上,提出了考虑温度场影响的柔轮应力的分析方法。建立了包含轮齿的精确柔轮有限元分析模型,更为真实地反映了齿圈及齿槽所引起的应力集中对柔轮强度的影响,并采用ANSYS软件提供的间接耦合分析技术,对柔轮进行应力分析与温度效应相互耦合的计算,获得了柔轮工作过程中内外热源产生的温度场对其应力的影响以及柔轮应力分布规律。结果表明:柔轮筒体的应力受温度场的影响并不明显,但柔轮齿圈上的应力受温度场的影响不容忽视。

辐板阻尼对齿轮传动的非线性动力学特性影响研究

合理的辐板阻尼可以有效地改善齿轮在高速运转时的振动特性。基于齿轮传动系统的四自由度动力学模型,建立了齿轮系统的非线性振动方程,考虑了辐板刚度、阻尼、齿侧间隙、轴承间隙、时变刚度、综合传动误差、啮合阻尼等因素对振动的影响。使用增量谐波平衡方法(IHB法)对系统的振动微分方程进行求解。数值结果表明,在不同的辐板阻尼条件下,系统会出现次谐波响应、拟周期响应以及混沌响应等典型的非线性振动特性;在此基础上,得到了辐板阻尼对齿轮系统振动的幅频特性、动载系数的影响规律,为辐板阻尼的动态优化设计奠定了基础。

基于神经网络的漂浮基空间机械臂的自学习模糊控制

讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,自由漂浮空间机械臂的高斯基神经网络自学习模糊控制问题。由于此类空间机械臂严格遵守动量守恒和动量矩守恒,其动力学方程表现出强烈的非线性性质。结合神经网络和模糊控制,即利用神经网络来实现模糊推理可使模糊控制具有自学习能力,在此基础上,设计了空间机械臂关节空间的高斯基神经网络自学习模糊控制方案。该控制方案的显著优点为,不需要测量、反馈漂浮基的位置、移动速度和移动加速度。