钢球展开过程运动学及动力学分析

钢球表面质量检测常用的办法是依靠展开机构中的摩擦力将钢球表面完全展开,摩擦力对钢球表面检测效率和精度有着重要影响。为分析摩擦对钢球展开的影响,根据展开轮与钢球接触的几何约束关系,对钢球与展开轮接触模型进行运动学分析,得到钢球与展开轮接触点位置的变化规律;由于展开装置构件之间全部依靠干摩擦接触约束,在古典Coulomb摩擦模型基础上,结合展开装置特性,建立修正的Coulomb摩擦模型,建立钢球和展开轮的运动微分方程,得到钢球与展开轮接触点处摩擦力的变化规律,并分析接触点处接触力的影响因素;同时根据展开原理构建实体模型进行虚拟仿真并搭建物理样机进行试验,结果表明驱动轮转速直接影响钢球与展开轮接触点法向接触力变化,从而影响接触点处摩擦力变化特性,通过摩擦力变化特性,解释了展开轮能实现钢球表面展开的工作原理。

钢球全表面展开机构模型建立及其运动分析

针对镜面钢球缺陷检测装置中的球体全表面展开问题,建立展开机构接触模型并对球体运动进行分析,证明展开机构结构合理可行。首先由坐标变换建立数学模型,基于Matlab对模型空间接触位置进行计算,将展开运动合理简化,得到钢球和展开轮之间转动的同步关系;其次,对展开运动过程进行等效变换,寻找传动过程中能使钢球稳定展开的最优参数关系;最后,依据迭代法对球面上点的运动轨迹进行数值仿真,获得其具体规律为偏角固定的螺旋线。最终结果表明展开机构能够实现球体的全表面展开。

钢球全表面展开原理及方法

针对轴承用钢球表面缺陷检测的生产需求,以实现球面全展开为目标,提出球面螺旋线运动展开原理。首先,设计实现钢球全表面展开的倾斜轴锥面驱动体,并建立其锥面模型;分析展开过程中球面上一点的运动参数,建立钢球和驱动体的接触约束模型,采用迭代法求解拟合出驱动体锥面上接触点的运动轨迹模型;为保证钢球全表面展开,进一步分析球面上接触轨迹,利用弧长积分得到展开过程中球面上的接触轨迹曲线模型;最后通过仿真技术和物理样机试验对钢球展开过程进行分析测试,验证了理论分析结果的正确性。提出的球面展开理论及方法可以应用到高精密轴承球类滚动体的表面缺陷检测设备,也可对其他球类物体的检测提供理论参考。

钢球全表面螺旋线展开机构运动特性分析

钢球表面缺陷对轴承的使用性能具有很大影响,针对目前钢球表面缺陷自动检测中球面全表面展开的问题,提出一种球面螺旋线运动展开方法,通过理论分析,建立了球体螺旋线运动展开模型,并提出了球面全表面展开的条件;依据展开条件,设计了球面全表面螺旋线展开机构,并对机构进行了运动特性分析;同时利用ADAMS软件,对机构进行运动学仿真,结果证明:本文所设计的展开机构能够实现钢球的全表面展开,进而为实现钢球全表面缺陷自动检测打下理论基础.

轧制气孔缺陷变形行为有限元分析

针对4004铝合金冷轧板材在轧制过程中因气孔缺陷而产生轧制裂边、断带的问题,基于gurson-tvergaard-needleman(GTN)细观损伤模型,对冷轧板成型过程中的气孔缺陷进行了模拟计算.建立了板材轧制中气孔缺陷模型,分析了气孔缺陷的分布、形貌、尺寸、缺陷及其周围区域的应力场、应变场及临界孔洞体积分数的变化,探讨了轧板气孔缺陷的演变规律.结果表明:椭球形的气孔缺陷较球形的气孔缺陷在冷轧成型中更容易产生加工缺陷;半径大于0.5 mm的气孔缺陷,其周围容易产生附加拉应力,易产生裂边、断带缺陷;气孔缺陷在距离板材表面越近处产生加工缺陷的几率越大.

一种简单易行的运动对象分割方法

在兼顾运动图像分割效果和实时性的原则上,提出了一种简单有效的分割方法。首先利用二次帧差的方法求出图像帧的运动区域,去除结果中不准确的小区域,最后利用二次扫描的方法填充该区域。实验证明:利用该方法得到了较好的分割效果并节省了处理时间。

钢球检测用展开轮表面微结构增摩降磨特性分析

针对钢球缺陷检测过程中,镜面钢球打滑引起的滑动摩擦导致展开轮磨损这一问题,以实现展开轮增摩降磨为目标,提出将微结构应用于钢球展开轮表面的方法.首先,应用激光微造型技术在T10A试件表面加工不同特征参数凹坑微结构,采用单因素法在MMW-1立式万能磨擦试验机上进行点接触干滑动摩擦试验;在综合考虑局部激光硬化和几何参数对磨损性能影响的基础上,结合试验数据建立基于Archard理论的微结构磨损模型;最后通过仿真技术及磨损试验验证磨损模型的正确性,进而对微结构特征参数进行优选.结果表明:在点接触干滑动摩擦工况下,提出的三种微结构表面均可以实现增摩降磨;建立的磨损模型能准确地计算磨损系数用以分析实际工况的磨损特性;优选了凹坑面积在S_2~S_4范围内的菱形微结构.提出的方法为钢球表面缺陷检测设备提供了技术支持,所建的磨损模型为干摩擦状态下凹坑微结构表面磨损程度的预测提供了理论参考.

钢球展开过程球面点运动轨迹分析及实验验证

针对展开过程中钢球球面上点的运动轨迹影响展开时间,导致球体全表面在规定时间内不能完成检测的问题.以钢球展开机构中运动的钢球为研究对象,建立其数学模型,并以此为基础进行理想状态下的点的理论运动轨迹分析,获取球面点的具体运动形式及其影响参数;然后设定参数,对展开过程虚拟仿真,并进行实验验证,证明了设计的展开轮可以实现球体表面全展开;最后将理论结果与虚拟仿真及实验结果进行对比分析,并分析了误差产生的来源,结果表明展开轮的加工误差是影响球体表面展开的重要因素.

铝硅合金轧制中增强体颗粒应力集中数值模拟

针对铝硅合金轧制过程中,硅晶粒相对铝基体变形抗力大产生应力集中的问题。利用有限元方法,建立了针对轧制过程中增强体颗粒的有限元模型,研究了硅晶粒及铝基体应力、应变云图及曲线。解决了普通实验无法定量分析轧制过程中增强体颗粒受力的问题。结果表明:临近晶粒处铝基体应变值大于其他部位铝基体且远大于硅晶粒处应变,说明在晶粒处有金属堆积现象;晶粒处应力值大于铝基体,说明由于晶粒附近的金属堆积,导致应力集中现象的产生。模拟结束后,通过扫描电镜观察拉伸试样断口形貌及能谱分析间接验证数值模拟方法的可行性和模拟结果的正确性。

一类DCT域鲁棒的数字水印算法

首先分析DCT变换后直流系数的特点并确定嵌入位置,然后提出一类根据水印信息量化DCT直流系数嵌入水印的算法。该类算法对于音频和图像数据均具有较好的透明性和鲁棒性,能有效对抗常见音频和图像攻击。

钢球展开机构的接触碰撞特性

为了研究钢球表面缺陷检测设备中钢球在展开机构中的接触碰撞特性,从钢球螺旋线展开机构的原理入手,基于Hertz理论建立钢球与核心零件展开轮的接触碰撞模型,以ADAMS二次开发为平台进行求解,同时与Impact模型进行对比验证.在此基础上,通过观察不同压紧力下侧偏力的变化过程以及钢球与展开轮两侧接触点处侧偏力对比情况,探讨球面展开过程的接触碰撞特性.结果表明:侧偏力以正弦曲线规律进行周期性变化,带动钢球产生方向交替变化的侧偏运动,同时压紧力大于15N时,检测系统达到稳定状态,压紧力对侧偏力的周期、幅值以及钢球进入稳态的时间影响可以忽略不计.从接触力角度揭示了球面展开原理,为检测设备的设计提供了理论依据.

基于UG的钢球子午线展开轮参数化设计

子午线展开轮是钢球表面质量检测仪中的关键零件,由于其曲面特征复杂,实体模型一直很难建立.本文采用UG NX 2.0软件对该展开轮进行参数化设计,提出了一种规律曲线结合自由曲面特征相结合的混合建模方法,生成子午线展开轮实体模型,利用该模型最终可以实现展开轮的数控加工和快速成型.结果表明,该设计方法实现了复杂曲线曲面轮廓零件实体的虚拟设计,具有较强的应用价值.

钢球缺陷检测机构的逆向运动特性研究

为了研究钢球在检测过程中的运动形式及特点,根据AVIKO缺陷自动检测设备的工作原理设计并搭建了钢球展开机构物理观测平台;利用逆向动态分析的研究方法,通过高速摄像机追踪被测钢球表面标记点的运动轨迹;分析了工程中两类螺旋线的几何特点,并结合检测探头相对于钢球的运动形式进行研究.结果表明:钢球在展开轮的作用下做空间等弧长螺旋线运动,保证了钢球的全表面展开;同时检测探头相对钢球以均匀子午线形式进行扫描,实现球体全表面且无重复检测,为展开轮的结构设计提供理论依据.

钢球检测机构驱动面磨损寿命预测方法

钢球检测机构核心元件展开轮的驱动面性能对钢球检测精度至关重要,针对实际使用中由于缺乏驱动面磨损预测方法,导致驱动面超期服役影响钢球检测精度的问题,以Archard模型为基础,充分考虑驱动面载荷及滑动速度的影响,通过理论推导建立驱动面磨损模型,并根据实际工况进行驱动面磨损寿命的数值仿真,仿真结果表明驱动面低转速下检测小尺寸钢球时具有更长的寿命,为驱动面磨损寿命的预测提供一种新方法.

基于VB的钢球自动检测系统参数化设计

为实现不同规格钢球自动检测系统系列化应用以满足轴承用钢球表面缺陷检测生产需求,实现不同规格钢球自动检测系统的系列化应用。首先,建立钢球自动检测系统模板模型库,通过对检测系统的功能结构分析,将其分为固定参数零部件模型库和关键零部件设计库,利用SolidWorks的零件设计表功能实现关键零部件的参数化设计;调用模型库,建立检测系统虚拟装配模型,利用SolidWorks的宏功能编写并调试关键零部件及装配模型的驱动程序,并通过VB建立参数化系统交互界面,最后通过仿真技术对钢球展开过程进行模拟分析,利用物理样机验证理论分析结果的正确性,最终提出钢球自动检测系统的参数化设计方法。

南极磷虾中氟含量的两种测定方法优化与比较

采用灰化蒸馏-氟试剂比色法(ADFRC)和离子选择电极法(ISE)测定南极磷虾中的氟含量,对两种方法的检测条件进行优化,采用精密度和t检验比较两种方法检测结果的差异性。结果表明,ADFRC法的最适波长为580 nm,样品馏出液稀释25倍测定样品中氟含量;ISE法采用标准溶液添加法绘制标准曲线,取样2 g,加盐酸10 mL,测定样品中氟含量。与ADFRC法相比,ISE法操作简单快速,样品平行性好。利用ISE法测定南极磷虾各部位及其制品中的氟含量,可见,南极磷虾中氟主要蓄积在甲壳及头部,在加工过程中去掉甲壳及头部可降低南极磷虾制品中的氟含量。

犏牛、牦牛睾丸组织中Ghrelin与GHSR基因mRNA表达水平研究

对犏牛、牦牛睾丸组织中生长素(Ghrelin)与生长激素促分泌素受体(GHSR)基因mRNA表达水平进行研究。运用荧光定量PCR方法,检测Ghrelin、GHSR基因在犏牛、牦牛睾丸组织中m RNA的表达水平差异,结果显示:在犏牛、牦牛睾丸组织中,Ghrelin基因m RNA相对表达量犏牛显著高于牦牛(分别为0.8177±0.0225、0.4656±0.0222,P<0.05);GHSR基因mRNA相对表达量也是犏牛显著高于牦牛(分别为0.8622±0.0347、0.4722±0.0761,P<0.05)。相对于牦牛睾丸组织,犏牛睾丸组织中Ghrelin与GHSR基因m RNA均高表达可能是犏牛雄性不育的原因之一。

轴承圆柱滚子直径接触式动态测量动力学研究

针对轴承圆柱滚子直径快速测量时,传感器触头与滚子接触产生的作用力导致其变形影响精度这一问题,提出了一种考虑微观变形的接触动力学模型的研究方法。该方法基于Hertz接触理论、非线性阻尼理论和Coulomb摩擦理论,根据动态测量过程中传感器触头的变形,建立了触头与滚子之间的运动学微分方程,并分析了接触点处法向力与变形量之间关系,得到不同测量速度、位置角与变形量之间的变化规律;利用虚拟仿真技术分析,结合搭建的物理样机进行试验。实验结果表明,滚子直径测量误差不超过1μm。本研究成果量化了测量速度与精度之间的关系,为实际工程应用中圆柱体零件的直径进行高效、精确的接触式测量提供了理论依据。

藏猪耳部成纤维细胞的分离与培养

用组织块法分离培养藏猪耳部成纤维细胞,并进行体外传代和冷冻,冷冻复苏后的藏猪耳部成纤维细胞仍可以正常培养和传代,冻存前后活率都在90%以上;其生长曲线呈典型的"S"型,细胞接种后,在经历0~2 d的潜伏期后,第3 d细胞开始迅速生长,进入对数生长期,到第10 d细胞开始发生接触抑制,生长缓慢进入平台期。研究结果表明,已成功分离培养到藏猪的耳部成纤维细胞,这将为藏猪的体细胞克隆和保种等方面的研究奠定基础。

GTN细观损伤模型在铝合金轧制裂边分析中的应用

针对4004铝合金薄板在轧制过程中产生裂边的问题,基于GTN细观损伤模型,采用数值模拟技术对冷轧板成型过程进行模拟计算,分析板材边部区域的应力场及临界空洞体积分数的变化,研究了轧板产生轧制裂边缺陷与下压量的关系,并进行了实验验证.结果表明,GTN细观损伤模型适用于有限元分析轧制裂边的产生;4004铝合金累积道次在50%以上易产生轧制裂边加工缺陷;单道次下压率为10%的板材成型率高于15%单道次下压率.以上研究对理论分析轧制裂边缺陷及提高轧制板材质量具有重要意义.