机械科学与技术

mechanical science and technology for aerospace engineering

  • 机械系统原理的能量表达方法

    张建明,魏小鹏,郭继东

    原理表达是原理方案设计的首要问题 ,不仅要求能够抽象出物理原理 ,而且还需支持定常和非定常的设计任务。首先建立了机械系统的能量交互模型 ,描述了系统的能量转换关系 ;在此基础上 ,导出了原理方案设计的表达模型 ,转换原理方案设计为能量函数求解问题 ;运用键合图语言描述了机械系统包含的能量关系 ,给出其能量函数 ;最后 ,分析了该能量表达方法的特征 ,并结合具体设计实例说明其应用。

    2004年01期 1-3+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 65k]
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  • 一种新型的磁流变阻尼器及其在半主动控制车辆悬架中的应用研究

    倪建华,张智谦,张可,周进雄,张陵

    研制了一种新型的磁流变阻尼器 ,进行了阻尼器的阻尼特性试验。在性能试验的基础上 ,提出了描述磁流变阻尼器阻尼特性的非线性滞回模型。采用磁流变阻尼器实现车辆悬架系统半主动控制 ,提出一种基于最优控制理论的半主动控制方案 ,给出了悬架系统在B级公路路面激励下控制数值仿真结果。结果表明基于最优控制理论的半主动控制磁流变阻尼器有明显的控制效果 ,可以有效地提高车辆的乘坐舒适性 ,具有良好的应用前景。

    2004年01期 4-6+10页 [查看摘要][在线阅读][下载 79k]
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  • 波浪力作用下海洋钻井隔水管随机振动研究

    李军强,刘宏昭,何钦象,方同

    随着海洋钻井向深水海域发展 ,隔水管的受力状态更加复杂。特别是在随机载荷波浪力的作用下 ,隔水管会发生十分复杂的随机振动 ,从而偏离原来的铅垂位置 ,严重时可使钻具受到破坏 ,引起钻井中断。应用随机振动的理论和方法 ,分析了波浪力的随机过程和随机模型 ,指出波浪力是一个均值为零的平稳随机过程 ,隔水管的横向随机位移也是一个均值为零的平稳随机过程。采用模态分析的离散化方法导出了隔水管横向随机振动位移相关函数和均方位移的计算公式 ,编制了计算程序 ,分析了风速对隔水管横向随机振动均方位移的影响。算例表明 :当风速小于 10m/s时 ,均方根值很小 ,可以不予考虑 ;当风速大于 2 0m/s时 ,均方根值与风速成近似的线性关系。本文结果可为隔水管的随机响应计算和工程设计提供一定的理论参考作用。

    2004年01期 7-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 66k]
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  • 有挤压油膜阻尼器支承的多故障转子系统的非线性特性研究

    张韬,孟光

    研究了有挤压油膜阻尼器、转子与静子碰摩和转轴上的横向裂纹等多种非线性因素作用下的转子系统的非线性响应特征。数值研究发现 ,这类转子系统具有丰富的非线性特性 ,三条通向混沌的道路都存在 ,即阵发性通向混沌、倍周期分叉通向混沌和拟周期通向混沌的道路。系统响应的最大振幅曲线包含了大量的跳跃现象 ,发生这些跳跃所对应的参数点与周期解分叉的参数点相重合 (以前已经发现了这种跳跃现象 ,但没有发现与周期解分叉有关系 )。保持不平衡参数在一个小区间内能够使系统抑制多种故障引起的振幅 ,并使系统能够保持稳定的周期一解。较大的挤压油膜阻尼器参数对系统的振动有明显的抑制作用。当裂纹正方向与不平衡方向成反方向时 ,系统具有最小的振动幅度。

    2004年01期 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 90k]
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  • 基于有限元的高速旋转主轴过盈配合研究

    张松,艾兴,刘战强

    主轴是高速机床的核心部件 ,机床主轴与电机转子间过盈配合特性是影响主轴性能的重要因素。离心力的存在 ,使得过盈配合特性发生了很大的变化 ,尤其当主轴高速旋转时 ,其影响更加明显 ,成为影响过盈配合特性的主要因素。借助于弹塑性接触有限元法 ,建立了高速旋转主轴与电机转子间过盈配合的有限元模型 ,仿真模拟了过盈量、旋转速度 (离心力 )对过盈配合面间的应力、位移、接触应力的影响。

    2004年01期 15-17+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 75k]
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  • 汽车碰撞中触发机械的参数化研究

    姜正旭,林忠钦,徐芳

    讨论轿车车身安全性设计中触发机械的设计方法。研究了V型槽、角台和圆孔三种不同几何形状触发机械的设置方法 ,针对每种几何形状 ,探讨了不同大小的设计参数对变形模态和碰撞力峰值的影响。

    2004年01期 18-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 66k]
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  • 转子系统振动的灰色预测优化控制研究

    刘永寿,支希哲,王三舟,顾致平,朱西平

    以灰色预测控制理论为基础 ,采用现代控制理论中的二次型优化原理 ,以控制力和响应加权最小为目标函数 ,设计了转子系统振动的灰色预测优化控制方案。并将该方案应用于带电磁阻尼器转子轴承系统的转子振动主动控制中 ,仿真结果显示转子振动的灰色预测优化控制具有建模迅速 ,控制及时、准确等优点。

    2004年01期 21-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 72k]
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  • 汽车转向梯形断开点位置分析的R-W方法

    王志强,杨春风,卞学良,魏连雨,陈亮

    利用多刚体系统动力学中R W方法进行机构运动计算 ,编制了汽车麦弗逊悬架转向梯形断开点位置计算机辅助分析通用程序 .并进行了分析计算 ,与传统的平面作图法和平面解析法相比 ,考虑因素多 ,计算精度高 ,为麦弗逊悬架转向梯形设计提供了精确实用的方法。

    2004年01期 25-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 57k]
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  • 从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构

    刘援越,高满屯,张晓鸥

    研究从一维透视投影图恢复二维刚体运动和结构。证明利用 3幅一维透视投影图中最少 5组对应点可以完全得到二维刚体的旋转运动参数 ,一般情况下有 4个解。可以得到含一个未知比例因子的二维刚体平移运动参数和结构参数 ,能完全确定二维刚体的形状。

    2004年01期 28-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 55k]
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  • 热挤压模具的有限元分析与优化设计

    倪正顺,帅词俊,钟掘

    利用有限元法对热挤压模具体内各节点的应力值进行了计算和分析 ,结果表明 :模具体内应力集中较明显 ,且在此部位极易形成裂纹。通过对模具结构尺寸的优化设计 ,改进后的模具体内最大应力下降 32 .2 % ,从而延长了模具的使用寿命。

    2004年01期 31-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 42k]
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  • 垫片螺栓法兰连接系统的载荷与变形分析

    张庆雅,汪亮

    分别在预紧和操作情况下 ,应用弹性理论对螺栓法兰系统进行了较为详细的载荷 变形分析 ,同时提出了将方程组的求解转化为优化问题 ,应用遗传算法结合牛顿迭代法来求解相关的非线性方程组。算例表明 ,考虑法兰旋转时更能反映螺栓法兰系统的真实受力情况。

    2004年01期 33-36+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 85k]
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  • 三维实体重建中投影图隐含点数据的求取

    韦宇宁,董建甲

    模型引导法是一种简单、方便的三维重建方法 ,由于轮廓搜索过程的需要 ,该方法要求用于重建的投影数据必须有完整的基于图元的点数据。一般情况下 ,输入的投影图文件中没有反映图元间位置关系 ,所以不能直接建立完整的点数据表。本文提出了由图元位置关系获取点数据的算法以及如何预处理投影图数据 ,以建立完整的点表。该算法在实体重建中已达到预期的效果。

    2004年01期 37-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 41k]
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  • 参数自调整Fuzzy-PID对数控机床进给系统的研究

    刘学鹏,梅雪松,吴序堂

    描述了数控机床进给系统的模型 ,将PID参数自适应调整与模糊控制相结合 ,得到模糊PID调节器 ,它具有单输入、双参数可调的特点。同时模糊增益和PID增益相互影响。该控制器有效地控制数控机床进给系统 ,具有很强的鲁棒性 ,提高了系统的各项指标。适用范围广。

    2004年01期 40-42+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 67k]
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  • 关节轴承式叠片联轴器设计

    申屠留芳,张相炎

    首次提出了关节联轴器的概念 ,并介绍了这种新结构型式的叠片联轴器。这种叠片联轴器采用关节轴承 ,从结构上对以往的叠片联轴器进行创新 ,使两轴线之间的角向补偿能力由 1.5°提高到 4°~ 6° ,这样就能实现大角度的补偿 ,由此开辟了叠片联轴器设计的新领域。为了更深入地研究这一新型联轴器 ,本文先从转矩方面对它进行分析 ,列举三种不同规格的叠片尺寸 ,得出转矩变化对膜片应力的影响及其相应的转矩范围。其结果对此型联轴器的设计具有重要的参考价值。

    2004年01期 43-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 48k]
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  • 基于遗传算法的复杂曲面形状误差计算

    廖平,喻寿益

    提出了归一化实数值编码的遗传算法 ,建立了复杂曲面形状误差的数学模型 ,并运用归一化实数值编码的遗传算法进行求解。仿真实验证明 ,其计算精确度高 ,可以达到任意给定的精度 ,非常适用于三坐标测量机。

    2004年01期 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 68k]
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  • 利用组合铰建立汽车多体运动学模型

    包继华,张建武,任少云

    为了满足HIL技术对适时仿真环境的要求 ,提高仿真速度 ,本文利用多体理论提出了组合铰的思想 ,建立了双作用臂悬架组合铰的运动学模型 ,并利用所建立的组合铰得到一个简化的汽车模型 ,该模型的运动学方程和约束方程的规模大大降低。本文对简化前后的两种汽车模型在同一个环境下进行了仿真计算 ,仿真结果表明 :利用组合铰建立的模型在不降低仿真精度的前提下节约了约 2 / 3的CPU计算时间 ,该模型能够应用于HIL技术。

    2004年01期 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 87k]
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  • 直齿圆柱齿轮磨损过程模拟

    刘峰壁

    用Archard磨损公式 ,结合赫兹接触理论对标准直齿圆柱齿轮轮齿磨损过程进行了模拟计算。算例表明 :(1)轮齿表面上靠近齿根处磨损量最大 ;(2 )分度点处磨损量最小 ;(3)轮齿根部磨损量大于顶部 ;(4)啮合次数相同时 ,小齿轮齿根磨损较大齿轮多。

    2004年01期 55-56+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 54k]
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  • 基于相关准则的磨粒显微图像目标提取

    王伟华,郭连峰,王成焘

    针对磨粒显微图像识别中的目标提取问题 ,应用一种新的阈值分割方法将磨粒目标从复杂背景中分离。该算法以原始图像与分割后图像的相关系数最大为准则 ,选取最优阈值对磨粒图像进行二值化 ,经腐蚀、膨胀等滤波运算后 ,利用跟踪搜索法提取磨粒边界 ,实现了复杂背景下磨粒目标的有效提取。应用实例表明了算法的简洁有效性。

    2004年01期 57-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 65k]
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  • 一种齿轮系的图画表示法及其在齿轮系运动分析上的应用

    林建德,李润方

    主要目的在于以图论为基础 ,提出一种齿轮系构造的图画表示法 ,并以此图画表示法表示齿轮系的拓朴构造与运动构造 ,作为齿轮系运动构造分析与设计的依据。首先 ,推展复接头运动链图画表示法与矩阵表示法 ,提出一新图画以有效地表示齿轮系 ,并推导相关的基本规则 ;接着 ,以此图画表示法重新定义齿轮系的运动构造表示法 ;最后 ,提出齿轮系基本回路与运动方程关系式 ,并推导一系统化方法 ,以进行齿轮系的运动分析。

    2004年01期 60-62+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 61k]
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  • 筒形件强力内旋压有限元模拟

    韩志仁,陶华,刘黎明

    采用动态显式有限元程序LS DYNA3D对强力内旋压变形过程进行了数值模拟 ,并对有限元建模提出了一些自己的看法。分析了毛坯周向、轴向、径向的应力应变分布及变化过程 ,对强力内旋压变形过程建立了整体的认识。分析了工艺参数不合理时产生内表面裂纹的主要原因。

    2004年01期 63-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 55k]
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  • 机构运动与动力精度概率分析模型

    孟宪举,张策,詹敏晶,师忠秀

    利用矩阵理论 ,建立了机构运动精度概率模型和动力精度概率分析模型 ,该模型对机构可靠性分析与综合具有重要的指导意义。

    2004年01期 66-67+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 57k]
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  • 全承载式客车车身结构优化设计

    刘竹清,丁能根,张国,马建军,王孝来

    建立了全承载式客车车身骨架及顶盖蒙皮的有限元分析模型 ,并完成了车身结构的参数优化设计。将车身结构总体积作为优化目标函数 ,以车身骨架主要型材的截面参数为设计变量 ,选择整车扭转刚度及车身低阶固有频率等约束条件构成约束条件。优化后对车身强度和刚度进行校核 ,以检验优化结果的合理性 ,确保客车在性能满足要求的前提下减轻车身自重。

    2004年01期 68-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 44k]
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  • 一种新型液压高速开关阀的设计与研究

    石延平,张永忠

    介绍了一种新型的液压高速开关阀 ,它采用了超磁致伸缩驱动器和锥体式阀芯结构。该阀具有很高的切换速度和频率 ,可以用来作为大流量高速开关阀的先导控制阀 ,也可以在小流量回路中直接作为控制阀使用。

    2004年01期 71-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 49k]
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  • 弧面凸轮机构的压力角和曲率分析

    杨玮,曹巨江

    以微分几何理论作为数学工具 ,根据空间曲面啮合原理 ,给出了弧面凸轮机构压力角和曲率的计算公式 ,利用VC ++编制了弧面凸轮机构压力角和曲率分析程序。以弧面凸轮机械手中的提升凸轮为例 ,用计算机分析、绘出了凸轮副压力角和诱导主曲率在各种情况下的变化曲线 ,并据此对凸轮副压力角和曲率的变化规律进行了分析与总结。

    2004年01期 74-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 51k]
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  • 软计算在材料性能预测建模中的应用

    顾正彬,李贺军,李克智,李爱军

    软计算是一些计算方法的集合 ,包括模糊逻辑、神经网络和进化计算等 ,它们已成为许多复杂系统建模的重要方法 ;本文主要从材料性能预测建模方面 ,介绍软计算在材料研究领域中的应用情况。

    2004年01期 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 58k]
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  • 镍锰合金的纳米晶电铸

    杨建明,朱荻,曲宁松,雷卫宁

    电铸镍锰合金因其特殊的性能而具有重要的应用前景。分析了电沉积纳米晶材料的原理 ,在此基础上采用高速冲液、直流和高频脉冲电流以及电解液中加入添加剂等方法进行了镍锰合金的电铸试验 ,并对电铸层的锰含量、表面形貌和晶粒尺寸进行了测试。试验结果实现了镍锰合金的纳米晶电铸。讨论了锰含量、电流密度和添加剂等因素对电铸层晶粒尺寸和表面形貌的影响。

    2004年01期 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 101k]
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  • 设备可靠性与维修决策关系研究

    肖伟,赵嵩正

    根据设备可靠性理论 ,在对设备故障类型及其分布曲线进行分析的基础上 ,提出了以设备故障率分布情况为依据来选择定期预防维修方式或状态监测维修方式的维修策略 ,该策略有助于实现设备寿命周期费用最优化。

    2004年01期 85-86+89页 [查看摘要][在线阅读][下载 42k]
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  • 载荷、相对湿度和气氛对硅表面及金表面纳米摩擦特性的影响

    高芒来,聂时春,张嗣伟

    利用分子沉积技术 ,在不同修饰的硅表面上考察了载荷对纳米摩擦学性能的影响 ,同时在阴、阳离子化金表面上考察了湿度、气氛对纳米摩擦学性能的影响。结果表明 ,不同修饰的硅表面在较低的载荷下 ,摩擦力均随着载荷成线性增加 ,同时发现单层磺化酞菁铜MD膜修饰的硅表面没有改变硅的摩擦特性 ;试验表明 ,在阳离子化金表面上 ,相对湿度越大 ,摩擦力和摩擦系数越低 ;阴离子化金表面在氮气保护下 ,体系的摩擦学特性不同于大气环境。

    2004年01期 87-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 41k]
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  • Al2O3-Cu纳米复合材料的制备工艺及强化机理

    雷秀娟,王峰会,胡锐,张辉

    用粉末冶金法制取了Al2 O3 Cu纳米颗粒增强复合材料 ,测试了不同增强体体积下的力学性能并观察了其形貌。在一定范围内 ,随着增强体体积的增加 ,其硬度也在增加。并用镶嵌残余应力模型计算解释了Al2 O3 Cu纳米复合材料的强化机理。

    2004年01期 90-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 32k]
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  • 温度梯度对致密厚壁铸钢件工艺设计的重要性

    李日,刘百成,李文珍

    对精加工表面磁粉探伤后出现大量微细磁痕的铸钢大链轮的原铸造工艺进行了凝固数值模拟分析 ,认为缺陷是由于顺序凝固方向上温度梯度过于平缓所致的微小缩松 ,对缺陷部位进行纵横截面的切片金相分析印证了模拟分析是正确的。据此 ,本着增大凝固方向上的温度梯度的原则用数值模拟技术进行了 15种方案的工艺优化计算并结合现场生产确定了优化方案 ,实际浇注结果表明 ,方案是成功的。用同样的原理和方法对系列轴承座的铸造工艺进行了优化并在实际中获得了成功。进一步讨论说明 ,要获得致密的铸钢基体 ,在铸造工艺设计中应注意使凝固方向上的温度梯度足够大以使液 -固界面的推进方式向逐层凝固的方式靠近。

    2004年01期 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 86k]
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  • 基于模糊神经网络的航空发动机故障诊断研究

    蔡开龙,杨秉政,谢寿生

    提出了一种基于模糊神经网络的航空发动机故障诊断方法 ,介绍了该方法的原理及实现算法 ,并利用某型发动机地面定检状态实测的数据作为样本数据 ,建立了基于模糊神经网络的航空发动机的故障诊断模型。通过该模型对起飞状态实测的发动机参数进行了辨识 ,结果表明该方法具有学习速度快、诊断精度高等优点。可用于航空发动机及其它装备的故障诊断。

    2004年01期 96-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 47k]
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  • 不同润滑条件对塑料合金轴承摩擦磨损性能的影响

    王海宝,吴光杰

    用MPV 2 0 0型摩擦磨损试验机对超高分子量聚乙烯 (UHMW PE)塑料合金轴承在水润滑介质不同含沙量的条件下进行了摩擦学性能测定 ,分别考察了载荷、速度以及运行时间等对合金轴承摩擦学性能的影响。为水润滑合金轴承的实际应用提供理论指导。

    2004年01期 99-100+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 52k]
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  • 转子特性参数估计和实验研究

    于潇,廖明夫

    建立了升速过程多点预估临界转速和阻尼比的最小二乘优化方法 ,减弱了测量误差和噪声的影响而且计及了支承刚度的各向异性。利用转子升速至 80 %~ 90 %临界转速之前的数据就可估计出转子的临界转速、阻尼比和不平衡响应。现场实验数据验证结果表明 ,本文建立的方法是有效的。

    2004年01期 101-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 74k]
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  • 复杂设计过程的信息建模及重组

    梅成刚,肖人彬

    对软件工程中的数据流图 (DFD)加以改进 ,用扩展的数据流图来描述复杂的设计流程 ,并建立设计信息模型 ;通过对信息模型进行分析、评估获得当前最优的信息模型 ;然后将信息流映射为设计结构矩阵 (DSM )来进行信息模型的重组。深入讨论了扩展数据流图和设计信息流 ;对目前尚不很成熟的DSM的割裂算法进行了探讨 ,并给出了相应的算法流程 ;同时 ,结合工厂生产设计流程进行了详细的分析。

    2004年01期 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 110k]
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  • 基于特征修复的网格模型光顺算法研究

    聂军洪,周来水,刘胜兰

    将Perona Malik的灰度图非线形调整方法应用到三维网格模型 ,提出了一种任意网格模型光顺和特征修复算法。该算法通过重复对模型中三角片法矢和网格顶点进行调整 ,不仅保证了调整后网格有效去除噪声 ,还可以在充分保留原始特征的基础上 ,自动对特征进行修复。调整后模型外形光顺 ,特征线清晰突出。文中应用实例表明该算法可以在保证修复特征的前提下 ,得到更合理的三角网格模型。

    2004年01期 110-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 54k]
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  • 计算机辅助夹具设计系统的研究与实现

    王华侨,王华昌,王耕耘,李志刚

    在对国内外夹具设计的现状进行分析的基础上 ,针对槽系组合夹具和专用夹具的设计特点 ,在Unigraphics的平台上以VC ++6 .0为集成开发环境 ,以VisualFoxpro6 .0为数据库平台开发了基于特征造型、参数化驱动的三维夹具设计CAD系统。系统介绍了计算机辅助夹具设计CAD系统的设计思想、总体框架、实现的技术方案。

    2004年01期 113-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 81k]
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  • 滑动径向轴承轴心轨迹的可视化及其应用

    吴刚,李涛生,严新平

    讨论了轴承 转子系统的非线性动力分析 ,由此计算轴心轨迹 ,并研制开发了滑动径向轴承轴颈轨迹数值实验软件系统。能指导设计人员预先了解轴承的运行状态 ,从而提高了滑动轴承和机械产品的设计质量和效率 ,在应用中具有很强的实用性。

    2004年01期 117-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 61k]
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  • 基于VRML-JAVA的机器人运动仿真研究

    杨雨标,何汉武

    随着微机性能的提高 ,虚拟现实仿真已能在微机上进行。本文对运用VRML JAVA技术在微机上进行机器人运动仿真进行了研究 ,提出了运用CAD软件造型来构造虚拟环境 ,然后用JAVA EAI接口控制虚拟机器人运动的方法 ,在此基础上对S70 0工业机器人进行了建模和运动仿真。结果表明在微机上实现一个跨平台、网络化的仿真平台是完全可行的 ,这样的系统将可应用于机器人离线规划和编程及可视化教学等领域。

    2004年01期 120-122+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 65k]
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  • 基于组件的三维参数化标准件库系统研究与开发

    吴义忠,徐华,王启富

    首先对目前标准件库系统进行了分析 ,指出了存在的问题。接着提出了基于组件的标准件库系统的体系结构 ;介绍了标准件库的数据库设计与管理技术 ,阐述了标准件三维图形的参数化建模方法 ,提出并实现了一种用于装配的标准件族表的自动生成技术 ,以及基于族表的标准件模型调用方法。最后运用本文的方法成功开发了Pro/Engineering、UG和天喻三维CAD等平台的三维参数化标准件库系统。

    2004年01期 123-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 59k]
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