改进RRT-Connect与DWA算法的巡检机器人路径规划研究

针对传统RRT-Connect算法在密集复杂环境中路径规划效率低、动态避障效果差等问题,提出一种改进RRT-Connect与DWA融合算法。该算法通过改进采样策略、动态步长优化和碰撞检测引导随机树生长;在随机树中采用贪心策略和角度约束优化路径。基于巡检机器人建立运动学模型,通过速度采样空间生成轨迹簇;建立模糊逻辑系统自适应调整DWA算法评价函数的权重系数,将全局最优路径点融入DWA算法中实现全局最优路径和实时避障。仿真结果表明,在油气站场密集复杂环境中,改进RRT-Connect算法较传统算法路径缩短约27.09%,平滑度提高约84.6%,碰撞距离提高约18.75%;改进融合算法路径减少约2.97%,平滑度提高约78.8%,碰撞距离提高约30.6%,验证了提出算法的有效性。

转向架外侧定位抗侧滚扭杆结构强度评估方法

[目的]为了对轨道交通列车外侧支撑抗侧滚装置扭杆轴的扭转刚度和扭杆轴强度进行求解,提出一种引入变形协调条件的扭杆轴解析分析方法。[方法]以外侧支撑抗侧滚扭杆装置的1/2扭杆轴为例,根据其受力状态和载荷分布,利用结构的对称性及承担反对称工作载荷的特点,引入结构变形协调条件,求解一次超静定系统的未知力和力矩,获得扭杆轴的剪力和弯矩分布,并推导出抗侧滚扭杆装置扭转刚度和强度的计算公式。以52CrMoV4弹簧钢制造的外侧支撑抗侧滚扭杆装置为例,对比分析了外侧支撑扭杆轴的解析解法计算结果和有限元模型的计算结果。[结果及结论]所提解析解法能够较为便捷地确定扭杆轴不同截面位置的工作应力水平和应力状态,为确定扭杆轴的截面几何参数、不同危险截面的等效应力计算方法和扭杆轴的疲劳失效机理分析提供了理论基础。与有限元法相比,所提解析法具有计算原理简单、计算速度快等优点。

封头坯料拼焊成形焊接残余应力分析

研究旋压封头坯料双面多道次拼焊过程残余应力分布规律。对封头材料Q345R进行焊接工艺和材料性能分析,然后使用SYSWELD软件对封头坯料多道次拼焊焊接工艺过程进行数值模拟。根据焊接模拟结果对封头坯料拼焊过程中的温度场、焊接变形和焊接残余应力分布进行分析,并给出上下表面横向残余应力和纵向残余应力以及厚度方向残余应力的分布曲线。研究表明,Q345R封头坯料焊接之后,焊接残余应力分布较复杂,残余应力偏高,尤其焊缝区内部存在高残余应力区。高残余应力易使坯料在后续旋压过程中产生开裂缺陷。根据模拟结果制定合理的消除残余应力热处理工艺,并通过试验验证仿真结果的有效性和可靠性。该研究方法为实现大型封头焊接质量预测和控制,以及类似产品的加工工艺制定提供有效手段。

铁路罐车封头冲压成形研究

为保证某型铁路罐车封头冷冲压成形质量,设计了具有圆形拉延筋、矩形拉延筋和不设置拉延筋3种结构形式的拉延模具型面;使用有限元方法,对3种模具结构形式下封头的冲压成形过程进行模拟分析,对比了封头起皱趋势、成形回弹和料厚变化等模拟结果,并根据仿真结果选择合理的模具结构形式进行了试验.研究结果表明:采用矩形拉延筋进行封头冲压成形,能更有效的避免封头出现起皱、鼓包等成形缺陷,而且成形后回弹量较小;矩形拉延筋模具冲压试验所得封头无成形缺陷,测得封头最小料厚为9.6 mm,最大料厚为10.5 mm,与模拟结果基本一致;采用矩形拉延筋模具进行该型封头冷冲压成形是有效的.

焊接顺序对筒节焊接质量的影响

运用有限元模拟分析方法,通过改变筒节焊接顺序来研究筒节焊接变形和残余应力的分布规律。结果表明,焊接顺序改变对温度场影响不大,但对筒节焊接之后的变形量和残余应力有一定影响,尤其是焊接变形量和焊缝横向残余应力变化较大,将给筒节后续加工带来困难。根据分析结果,选定了合理的筒节焊接顺序。

加工中心工件坐标系原点确定方法及应用

结合生产实践中的零件,对其在加工中心上进行工件坐标系原点确定的几种主要方法及其应用进行了探讨。这些方法经实践证明生产可靠性强,且便于操作,对生产有积极的指导意义。

翼子板拉延模具型面优化设计及成形模拟

根据覆盖件拉延成形工艺补充面、压料面和拉延筋的设计原则和方法,设计出了翼子板拉延件。并运用有限元软件Dynaform对拉延成形过程进行分析,根据模拟结果对拉延型面进行修改、优化,最终得到合理的模具型面用于模具加工制造。

侧围前延长件的成形分析及有限元模拟

采用板料三维成形分析软件PAM-STAMP对某车型侧围前延长件的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。主要研究了不同工艺补充对零件冲压成形的影响,通过FLD图和成形结果对比,对工艺补充部分进行调整得到了最优化的拉深件型面,并设计出经济合理的模具结构。

韧性断裂准则在高强钢板料成形中的应用

针对板料成形中的韧性断裂准则预测成形极限的方法,进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化.将Cockroft和Latham准则应用到高强度钢板DP590的成形预测中.对高强钢DP590进行了单向拉伸试验,获得了相应的物性参数.同时对该高强钢进行了方盒件成形试验,并进行了相应的有限元模拟.通过对高强钢的极限试验,利用有限元模拟获得了该材料的Cockroft和Latham准则常数.最后利用该常数对方盒件的拉深过程进行了缺陷的预测,模拟结果和试验结果完全吻合.表明韧性断裂准则是可以应用到高强度钢板的成形中的.

摩托车挡泥板成形模拟及工艺参数优化

针对摩托车后挡泥板成形过程中容易起皱和拉裂的问题,采用塑性有限元法,利用Dynaform模拟分析软件,对摩托车的后挡泥板成形过程及影响其成形质量的两个主要工艺参数——压边面的形状和尺寸、拉深筋的高度进行了模拟和优化,得到了压边面形状和尺寸、拉深筋高度分布的优化工艺参数。有效地避免了摩托车后挡泥板在成形过程中的起皱和拉裂,获得了合格的零件。

基于数值仿真和灰色关联分析法的高强钢弯曲回弹影响因素分析

提出了一种有效的高强钢成形回弹因素分析方法。该方法将有限元分析方法和灰色关联度分析方法进行结合,以国际著名板料成形数值模拟会议NUMISHEET 2002的圆形件无约束自由弯曲为研究对象,建立了高强钢圆形弯曲件的有限元仿真模型,利用实验数据验证了该回弹模型的有效性。根据实验设计分析板料厚度、板料宽度、冲压速度等7个可能影响回弹的因素组合,通过有限元仿真,得到了仿真实验设计结果。运用灰色关联度法,分析了各参数对高强钢成形回弹的影响程度,获得了影响高强钢圆形件弯曲回弹的主要因素。

模具CAD/CAM课程本科教学改革研究

模具CAD/CAM课程是一门具有较强的理论性、实践性和综合性的课程。为满足社会和企业对人才的需求,本文分析了目前课程教学过程中存在的问题,并提出了相应的解决问题的措施。通过对教学目标、教学内容、教学方式和考核方式的改进,进行充分的“教”和“学”的互动,达到更好的培养优秀工程技术人才的目的。

翼子板裙板成形有限元分析及坯料优化

通过对翼子板裙板左右件的形状特点进行分析,确定了合理的成形工艺方案,并采用基于动力显示算法的有限元分析软件Dynaform,对汽车翼子板裙板的拉深工序进行了分析。为了得到拉深工序的坯料尺寸,本文研究了不同坯料形状对零件拉深成形的影响,通过对比FLD图及应变分布图,对坯料形状进行了调整并得到了优化的坯料形状,同时生产出质量合格的产品。

基于Kriging模型的翻边成形参数优化

基于数值模拟的参数优化是一个反复迭代的过程,往往要调用有限元模型进行反复迭代,计算周期较长。同时,在翻边成形数值模拟这样的非线性动态大变形分析中,成形优化问题应归为非线性规划问题,其目标函数和约束函数都不能显式的表达,目标函数和约束函数的导数绝大多数为严重的不连续。引用地质学中Kriging模型理论,建立工程问题中的Kriging模型,并介绍了Kriging模型的建立方法;利用对非线性函数的拟合,验证Kriging模型能很好的适应高度非线性的函数;将Kriging模型应用到翻边成形中,进行工艺参数的优化。结果表明,基于Kriging模型的优化,对翻边成形能取得满意的结果。

汽车后桥盆齿成形工艺优化及实验研究

运用数值模拟方法对盆齿毛坯的成形过程进行模拟,对其传统工艺进行优化。消除了碾扩过程中产生的飞边,增加了一道精压工序,大大减少了后续机加工工序和工作量,提高了生产效率。

连接盘成形过程数值模拟及工艺优化

运用数值模拟方法对连接盘的成形过程进行模拟,对其传统工艺进行优化。生产实践证明,单件连接盘料耗降低了31.25%,大大减少了后续机加工序和工作量,提高了生产效率,单件成本降低,获得了不错的经济效益。

保险杠内板成形回弹模拟分析及工艺控制

高强度钢板成形时,回弹是成形中的主要缺陷之一,控制回弹首先要对回弹量进行准确预测。本文采用有限元分析软件DANAFORM,对汽车前保险杠内板成形过程中的回弹进行了数值模拟仿真,并对模拟结果进行了分析。然后根据模拟结果对模具型面进行了调整,并应用于模具实际制造中,最终生产出了合格的产品。

盆齿毛坯辗环成形飞边的消除工艺与实验研究

针对盆齿毛坯在辗环扩孔成形过程中容易出现飞边的现象,分析飞边形成的原因,理论上确定出可能的解决措施。经过实验验证,消除了飞边,为后续的精压工序的实施提供了保障,大大减少了后续机加工的工作量,单件节约了材料近26.92%,从而降低了成本,提高了生产效率,取得了不错的经济效益,为同类产品的辗环工艺提供了有用的参考。

基于虚拟样机技术的柴油机建模与动力学仿真

以某16缸柴油机为研究对象,结合有限元软件ANSYS和多体动力学软件Adams构建了柴油机的虚拟样机模型。对比研究了全刚性体模型、曲轴为柔性和机体曲轴均为柔性3个多体模型的曲轴主轴颈和曲柄销承载曲线的异同。结果表明,曲轴和机体的柔性化对主轴颈的载荷时间历程曲线有较大影响。

基于多向锻挤技术汽车轴管成形过程数值模拟

运用数值模拟方法对汽车轴管的成形过程进行模拟分析,对其传统工艺进行优化。模拟结果表明:采用多向锻挤复合成形技术,大大减少了后续机加工工序和工作量,提高了生产效率,单件轴管节约材料3.2kg,料耗降低40%,获得了不错的经济效益。