滑动摩擦模型研究现状

预滑动摩擦是机械系统中具有相对运动的接触面发生粘着时的一个重要摩擦现象,其建模的恰当与否直接关系到系统的定位精度、动力学特性以及控制补偿。针对预滑动摩擦的建模,重点介绍了几种描述预滑动摩擦的数学模型,并对各种模型的特点分别加以讨论。同时针对模型参数辨识和应用方面作以简要论述,为以后预滑动摩擦的建模以及应用提供了参考。

3自由度空间并联机器人机构设计与分析

提出了一种新型3自由度空间并联机器人机构,机构动平台具有两个移动和一个转动自由度。基于螺旋理论对机构的运动输出特性和自由度进行了分析与计算,推导出机构的位置和速度解的解析表达式,讨论了机构的奇异性和灵巧性。由于映射输出-输入速度矢量关系的Jacobian矩阵为单位阵,所以此机构为无奇异完全各向同性并联机构,故该机构具有良好的运动、力传递性能和潜在的应用前景。

基于双摆模型的单晶炉提拉系统摆动现象动力学分析

针对单晶炉旋转提拉系统在运行中出现的摆动现象进行了建模和数值仿真。将该旋转提拉系统简化为在支座简谐激励下的双摆力学模型,模型中考虑了提拉软轴及提拉头的质量,以及系统的阻尼。应用拉格朗日方程导出了该系统的非线性振动方程并加以线性化,通过模态分析将耦合的双自由度振动方程化为两个单自由度方程。应用Matlab平台进行数值仿真,模拟出了提拉系统振动幅值随旋转频率的变化关系。理论分析结果与实际中观察到的现象一致。研究结果为改善提拉系统的动态性能,减小提拉系统的摆动幅值提供了理论方法和依据。

支持向量回归法在抽油机系统效率信号经验模式分解中的应用

应用经验模式分解(EMD)方法分析抽油机系统效率变化的趋势项。讨论了EMD方法的端点效应。为了解决EMD的端点效应,首先应用支持向量回归(SVR)方法对抽油机系统效率测试数据进行回归和预测,与实测数据对比表明SVR回归和预测具有较高精度;然后应用SVR方法对系统效率测试原始数据进行双边延拓,对延拓后的数据信号进行经验模式分解。延拓前后分解所得的效率变化趋势对比表明,SVR方法可以有效地解决EMD的端点效应,提高抽油机系统效率变化趋势的预测精度。

应用模态分析软件MODAL3．0对机构进行试验模态分析

对模态分析软件ＭＯＤＡＬ３．０的主要功能和特点进行了介绍。论述了机构模态试验的特点、方法与步骤，应用ＨＰ３５６２Ａ动态信号分析仪和ＭＯＤＡＬ３．０对一弹性连杆机构进行了试验模态分析，试验分析结果与数值计算结果一致，获得了一些有意义的数据和结论。

一种新型三维平移并联机器人机构运动分析及仿真

分析了一种新型3-CRC三维平移并联机器人机构。首先基于单开链单元理论对该机构的活动度、主动副的选取及运动输出特性进行了研究;然后分析了该机构在选取不同主动输入情况下动平台位置、速度的正、逆解析解,同时讨论了机构的灵巧度,并求出了其数值解;最后应用ADAMS软件进行了实例参数的计算和运动仿真,验证了理论分析的正确性。

基于OpenGL的M_6iB型FANUC机器人三维运动仿真

利用OpenGL开发环境,与Visual C++相结合,建立M_6iB型FANUC机器人三维模型;在此基础上开发了机器人的运动学仿真系统。仿真结果为研究机器人机械结构的干涉问题,了解机器人工作空间的形态及大小提供了一种很好的实验手段。

分析抽油机井系统效率监测数据的EMD分析

在利用抽油机系统效率变化曲线评价有杆抽油系统性能时,测试仪器误差和外界环境干扰作为噪声包含在测试数据中,导致计算得到的油井系统效率曲线不能直接用于系统分析和评价中.为了解决这一问题,本文在对比小波方法和经验模式分解法(EMD)提取复杂信号趋势项的能力的基础上,将EMD方法用于抽油机井系统效率测试数据分析,有效地提取了抽油机井系统效率的变化趋势,仿真结果表明该方法具有简便和高效的特点.

软轴型单晶炉提拉系统的振动建模与分析

当软轴型单晶炉提拉系统工作在某一转速附近时,其重锤摆动量会显著增大,严重影响单晶生长质量。为解决此问题,需要建立该系统的数学模型来研究提拉系统的动力学特性。本文在对提拉系统工作原理分析的基础上,应用Lagrange第二类方程建立了考虑该系统面内、面外振动的四自由度非线性振动微分方程。导出了该非线性模型的近似线性模型,对非线性模型响应与线性模型响应做了比较。进一步分析了系统的稳定性,应用Campbell图得到了考虑回转惯性效应后系统的临界转速。通过数值仿真定量说明了减小对中误差和增大阻尼可以减小重锤系统最大摆动幅值。

提高模态试验精度的一种方法

由于在构件模态试验分析中难以作到理想的自由－自由边界条件，因而悬挂系统的刚度会对试验结果产生影响。本文应用摄动方法，对试验模态分析结果进行修正，以消除悬挂系统刚度对测试结果的影响，提高模态试验的精度。实例表明，该方法是有效的。

基于ANN的定向井有杆抽油系统悬点示功图特征参数的计算

有杆抽油系统悬点示功图的特征参数是合理选择地面机电设备的主要依据。由于井下工况的复杂性和部分参数难以确定,使得基于求解高维时变非线性方程的传统方法的计算结果存在偏差。本文将传统方法和神经网络相结合,给出了一种能比较精确地确定定向井有杆抽油系统悬点示功图特征参数的方法,避免了建立和求解复杂的非线性动力学方程。首先依据传统方法,计算出简化悬点示功图的特征参数,然后考虑抽油杆柱弹性振动、抽油杆与油管之间的库仑和粘性摩擦、气体和供液能力等因素的影响,利用BP神经网络和RBF神经网络建立了不同工况下悬点示功图特征参数的计算模型。利用现场实测数据对建立的神经网络进行了训练和测试。测试结果表明了本文方法的正确性和有效性。

空间4-SPS/CU并联机构运动学分析

提出了一种能实现空间三维转动和沿Z轴移动的机构模型——空间4-SPS/CU并联机器人机构模型,其中SPS支链为驱动支链,CU为恰约束从动支链。采用螺旋理论分析了4-SPS/CU并联机构实现空间三转动一移动的机构学原理,计算了自由度,给出了位置正解和反解的方法,导出了Jacobian矩阵,分析了速度、加速度性能、奇异位形与工作空间,为该并联机构的实际应用提供了理论依据。

函数机构设计时相对速度及加速度矩阵的导出

本文对平面连杆函数发生机构解析法设计时的相对速度及加速度矩阵的推导进行了详细讨论，分别用求点的复合运动的观点，刚体运动学的观点，以及求极限的观点推导出了相对速度和相对加速度矩阵，三种方法推导结果一致。本文的工作对用解析法设计连杆函数发生机构时有参考价值。

测风数据处理与风资源评估

采用基于GPRS无线通讯原理的测风系统实现对西北某地区风资源数据的远程监控和传输工作,并利用Excel VBA编程对测风软件所得的该地区原始风资源数据进行程序后处理,汇总成为正规的气象站表格。在数据统计和分析过程中发现数据存在缺测和错误现象,采用相关性分析方法将实测点与邻近气象站同期数据进行对比,利用所得合理的相关方程完成数据修补工作。根据二参数Weibull风频分布规律对该地区进行全年风能资源测试评估,最终得出该地区风资源属于风能可利用区的结论。

调节阀阀芯变开度振动分析

利用ANSYS软件建立了可变压差下自动调节阀阀门内部流场模型以及阀芯模型,对流场和阀芯进行耦合力学分析阀芯的大位移运动,同时做实验验证此方法。用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元计算方法分析流场。阀芯和流场有大位移运动的共同边界采用流体-固体耦合约束,并在计算中采用预测-多步校正算法,避免了反复迭代所导致的过大计算量。通过理论研究和实验发现,当由气动执行机构控制的调节阀开度调节时,阀芯有个振动的过程,且阀芯的振动是一种有规律的衰减振动。

高速列车轴承可靠性试验时间的确定及可靠性寿命评估

受产品成本和试验时间的限制,高速列车轴承可靠性试验一般采用小样本、定时截尾试验方案。在此情况下,如何确定出可靠性试验时间和对轴承的可靠性寿命进行分析是值得深入研究的问题。从轴承疲劳寿命服从的分布入手,推导出高速列车轴承样本数和试验时间的数学模型,采用Bayes多层估计法对无失效试验数据进行了处理,建立起高速列车轴承的可靠性寿命评估模型,并以国产高速列车轴承为例给出仿真计算结果。

一种四自由度并联机构的性能指标分析

通过改变并联机构的拓扑结构,得到了一种具有空间四自由度的并联机构。根据位置关系方程,通过理论推导,得到了机构速度和加速度映射解析方程,同时求出了机构的一阶和二阶影响系数矩阵。综合分析了机构的运动学和动力学性能指标,得到了影响多种性能指标的敏感因素。考虑量纲的不同,将Jacobian矩阵分离,在动平台任务空间内,研究了决定速度和力、角速度和力矩的性能指标。提出了对Hessian矩阵采用"分层"研究的方式,在任务空间内,得到了各支链扰动对机构加速度和惯性力性能的影响程度。研究结果为机构的设计和优化以及控制策略的选择提供了理论依据。

小子样下机构系统磨损仿真可靠性研究

针对断路器机构系统具有磨损试验小子样、失效阈值不固定、试验成本高的特点,通过模拟仿真试验法、小子样数据处理法、随机性理论,对某大容量发电机断路器传动机构的磨损可靠性进行研究。在考虑运动副非规则磨损对断路器传动机构系统性能退化的影响及制造误差的基础上,基于Archard磨损模型对运动副不同接触点的磨损量进行计算,利用ADAMS仿真软件获得了该传动机构危险关节运动副服从正态分布的初始间隙量下的磨损数据。采用小子样的虚拟增广法和Boot-strap法对获得的磨损数据进行扩展,根据该机构系统磨损退化量分布规律分别得到扩展前后的可靠度函数曲线,对比结果表明对该样本进行小子样的扩展是必要的。利用扩展数据分别得到固定失效阈值、随机失效阈值下的可靠度曲线,结果表明断路器传动机构磨损随机失效阈值下的可靠度较固定阈值更接近生产实际。研究表明复杂的磨损过程可通过仿真试验预测其可靠性,从而避免了传统的必须依赖试验的研究方法,具有一定的应用价值。

4-SPS/PPU型并联机构工作空间与尺度分析

以4-SPS并联机构为研究对象,采用加约束从动支链的构型演变方法得到一类2T2R(两个移动和两个转动)4自由度并联机构。根据速度Jacobian矩阵分析了机构的奇异位形,建立了4-SP xyz S/P x P z U xz并联机构的工作空间求解的约束条件,得到了机构的位置和姿态工作空间,并提出利用'点集'近似计算位置工作空间大小的方法。引入敏感度概念,利用数值法解得了位置工作空间大小和姿态工作空间范围与机构尺度参数之间的关系,为机构尺度参数的选取提供了依据。

连铸机振动系统动态性能分析及其谐振现象研究

建立了集几何非线性和载荷非线性于一体的连铸机四偏心式多连杆振动机构运动弹性动力学分析力学与数学模型。将该系统划分为６个广义子结构，分别应用变截面梁单元和集中参数法建模。考虑了碟形平衡弹簧非线性、导向板弹簧几何非线性、铸坯摩擦力，以及传动轴扭转刚度等多种因素。给出了系统方程装配的位移协调关系式。发现了该系统存在明显的复杂谐振现象，讨论了该谐振现象的成因。