一种井口装置检测定位装置的设计

基于超声相控阵技术在井口装置缺陷检测中的应用,文中设计了一款用于井口装置的检测定位装置,该装置检测时一端固定于井口装置的法兰上,另一端使超声相控阵柔性探头与井口装置脖颈处于良好耦合状态下进行可全向移动的缺陷检测。详细介绍了该装置的设计需求、整体结构、设计特点和实现工艺等。该装置适用于石油气井口装置的缺陷检测,可广泛应用于石油气行业。

基于螺旋理论的球面并联机构动力学解析模型

提出了一种应用螺旋理论建立球面五杆并联机构动力学解析模型的方法。应用螺旋理论导出了球面五杆机构的一、二阶影响系数。基于凯恩方程和数值-符号方法,把机构的广义坐标以及构件的惯性参数和几何参数处理为符号量,将动力学模型矩阵的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学公式求解驱动力的问题,建立了球面五杆并联机构的动力学解析模型。给出了动力学模型矩阵元素的解析代码生成和仿真计算实例,并讨论了球面机构的构件尺寸参数和惯性参数对机构驱动力矩的影响。

基于混沌计算的可调球面四杆机构轨迹综合

提出了实现多任务轨迹的可调球面四杆机构综合方法。导出了可调球面四杆机构的多任务轨迹综合方程组,建立了可调球面四杆机构综合的任务数、精确点数、任选变量数之间的关系。基于混沌分形计算方法对机构综合方程组进行了求解,得到了机构综合的全部解,并给出了数值实例。

可调球面六杆机构轨迹综合

提出一种用于实现多任务的可调球面六杆StephensonⅢ型机构的轨迹优化综合方法。在研究球面六杆StephensonⅢ型机构轨迹综合的基础上,建立该可调球面六杆机构的多任务轨迹综合方程组,并分析可调球面六杆机构能实现的精确点数、任务数与综合时任选变量数之间的关系。为保证综合所得机构的主动构件能够作单向连续整周旋转和良好的传动质量,对机构的曲柄存在条件和传动角计算公式进行推导,建立球面可调机构综合的优化数学模型,并基于病毒进化遗传算法获取综合结果。病毒进化遗传算法将全局进化和局部进化动态结合,具有良好的收敛速度和收敛稳定性,保证了机构综合问题全局最优解的获取。数值实例验证了综合方法的有效性。

基于Vague集的绿色包装设计评价方法

提出了一种基于Vague集相似度量的绿色包装设计的评价方法。基于绿色包装设计的内涵,建立了绿色包装设计的评价指标体系,并基于Vague集相似度量对绿色包装设计的候选方案进行合理性评价,最后给出了应用实例。

摆动活齿传动的双目标模糊可靠性优化设计

将模糊可靠性设计应用于活齿传动的优化设计 ,提出了摆动活齿传动的模糊可靠性优化设计方法 ;建立了在满足给定模糊可靠度条件下 ,以摆动活齿传动的体积小、效率高为目标的双目标模糊可靠性优化设计的数学模型 ;并给出了优化方法和计算实例。

非对称球面五杆机构的奇异轨迹与灵巧度分析

针时非对称球面五杆机构,研究了机构的奇异轨迹曲线和灵巧度。首先建立了球面五杆机构的运动学正、反解模型,并导出了机构的速度方程和雅可比矩阵。基于机构的雅可比矩阵,对机构的奇异位形和灵活度进行了计算分析,绘制了机构的奇异轨迹和灵巧度分布曲线,并讨论了球面五杆机构的结构参数对机构全条件指标的影响。

不确定性下平面四杆转向机构的运动精度分析

为评价平面四杆转向机构在不确定因素影响下的运动精度,提出应用概率理论对机构运动误差进行建模与分析。基于平面四杆转向机构的运动学分析,考虑机构构件尺寸几何公差建立平面四杆转向机构的运动误差概率模型和可靠性模型,并应用一次二阶矩方法对机构运动精度可靠性模型进行求解,从概率的角度研究了平面四杆转向机构的运动精度。

基于人工生命算法的并联机器人最优轨迹规划

基于机器人直纹面概念和人工生命算法,提出一种并联机器人位姿轨迹最优规划方法。应用计算几何中的三维直纹面生成原理,对机器人末端执行器的位置和姿态进行统一描述。考虑到机器人姿态直纹面面积及其变化率能够反映和评价机器人的运动学和动力学性能,通过求解等效角位移矢量在空间的运动轨迹形成的三维直纹曲面面积及其变化率,并将其作为泛函的泛函极值,同时考虑运动时机器人的灵活度,建立机器人位置和姿态轨迹优化的数学模型。采用人工生命优化算法对代表并联机器人位姿轨迹的高阶参数化空间曲线的参数进行优选,通过优化轨迹直纹曲面面积及其变化率和机器人的灵巧度,使并联机器人具有良好的运动学和动力学性能。最后以一三自由度球面并联机器人轨迹规划实例,验证所提出方法的可行性。

摆动活齿减速器传动系统扭转振动建模

建立了摆动活齿传动系统的扭转振动动力学模型 ,推导了该扭振系统的动力学控制方程 ,应用矩阵迭代摄动法 ,对摆动活齿传动系统的非线性特征谱进行了求解 ,并给出了特征值谱曲线。

齿轮齿条转向机构的时变可靠性分析

基于机构运动时变可靠性理论建立齿轮齿条转向机构运动精度可靠度的分析模型。在齿轮齿条式转向机构的运动学分析基础上,考虑机构构件的尺寸公差,建立包含机构结构误差和随机误差的误差函数,并推导机构运动误差的统计特征值的解析表达。应用首次穿越方法对转向机构运动误差过程的穿越率进行求解,以此获得转向机构的运动时变可靠度。文章最后给出了数值计算实例。

摆动活齿传动的润滑性能及影响因素分析

在分析摆动活齿传动的啮合原理和载荷分布的基础上,应用弹性流体动力润滑理论对摆动活齿传动进行了研究,分析了该种传动所处的润滑状态,揭示了油膜厚度的分布规律,讨论了最小油膜厚度的影响因素。结果表明活齿与激波器啮合处,主要处于刚性-变粘度润滑区,而活齿与内齿圈啮合处,主要处于弹性-变粘度润滑区;在摆动活齿传动中,在活齿啮入、啮出以及齿圈曲线拐点附近,油膜厚度较小,容易发生磨损、胶合;摆动活齿传动低副等效机构的机构参数对油膜厚度分布和最小油膜厚度都存在不同程度的影响。在允许范围内,适当调整摆动活齿传动等效机构参数,有利于啮合副油膜的形成并可增大最小油膜厚度,从而提高摆动活齿传动的承载能力。

平行直动推杆传动强度可靠性设计

将模糊理论引入平行直动推杆传动的设计中,分析了平行直动推杆活齿传动工作应力的随机性和许用应力的模糊性,并推导该传动强度的模糊可靠度计算模型,最后给出一数值实例。

可调连杆机构非线性弹性动力学模型

为了研究可调连杆机构的动态行为,基于有限元方法、Lagrange方程建立了摇杆可调连杆机构的非线性弹性动力学模型。考虑到可调机构构件长度随时间变化,建模时采用变长梁单元将机构结构离散,并计及弹性杆件的轴向和横向弹性位移所引起的附加拉压应变等非线性因素。采用Gear法对非线性动力学方程进行了求解,分析了可调连杆机构的动力学响应特性。结果表明,选择适当的摇杆调节运动规律,可以减小机构构件的弹性变形量,降低最大动应力。

网格计算环境中的球面并联机器人动力学仿真

基于以子结构为基本单元的建模思想,建立了3-DOF球面并联机器人的动力学解析模型,并基于网格计算技术构建了球面并联机器人动力学仿真的分布式并行计算环境。在网格计算环境中,由网格计算节点利用离线生成的动力学解析模型完成球面并联机器人动力学模型的并行仿真计算,减少了机器人动力学模型在线计算量和计算时间,为机器人的实时控制和仿真提供了有利条件。给出了球面并联机器人动力学模型矩阵的解析代码生成和仿真计算实例,研究了可调尺寸参数和惯性参数对机器人驱动力矩的影响。

摆动活齿传动啮合效率的重要影响因素分析

利用粗糙集理论的属性重要性度量方法对摆动活齿传动啮合效率的重要影响因素进行了研究,研究结果以数值的形式给出了各机构参数对啮合效率影响程度,为该传动的设计提供了评价标准。

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动是一种能同时满足高精度、大载荷要求的新型环面蜗杆传动。为获得啮合性能优良的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动,提出综合考虑传动齿面接触性能和润滑性能对该新型传动的几何参数进行优选。通过对蜗杆副齿面啮合参数如诱导法曲率、卷吸速度、润滑角以及滚子自转角等的数值计算,分析表征传动啮合性能的齿面接触参数的影响因素,进而确定该新型蜗杆传动优化设计变量的取值范围。以此为基础,建立以蜗杆副的滚子自转角及齿面综合系数为优化目标,建立以传动齿面润滑角、蜗杆轴的强度与刚度以及几何不干涉等为约束的优化设计数学模型,并用Matlab的遗传算法工具箱对数值算例进行求解。数值实例表明,经过几何参数优化的蜗杆传动,其齿面接触性能和润滑性能明显得到改善和提高。

摆动活齿传动系统振动的动力学模型

针对摆动活齿传动机构的动力学特点,对摆动活齿传动系统的弯曲振动、扭转振动及其耦合效应进行了分析,并综合考虑了系统输入轴的弹性、输出轴轴承的弹性及活齿与激波器、内齿圈的啮合弹性等的影响,建立了摆动活齿传动系统的动力学模型,导出了系统的多自由度时变系数弹性动力学方程。应用矩阵迭代摄动法,对摆动活齿传动系统的固有频率进行了求解和分析。

基于遗传算法的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化设计

为了获得良好的啮合性能,无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数的选择是一个复杂而困难的问题。针对这一问题,建立了此蜗杆传动的一界、二界限曲线以及润滑角度和诱导法曲率方程;提出了一种在保证蜗杆刚度和强度的条件下,基于润滑角度和诱导法曲率等方程并利用道森(Dosen)公式建立多目标蜗杆优化设计函数的方法。根据优化函数的特点选用遗传算法对方程进行求解,得出了一组合理的优化设计参数,分析表明该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能.该研究结果表明这种方法的有效性与可行性,且解决了无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数尤其是滚子安装参数的优化选择问题,为进一步对该蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数的方法,在推动该新型蜗杆的开发与研究方面具有重要意义。

无侧隙双滚子包络环面蜗杆真实啮合齿面的理论研究

为获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆三维真实啮合齿面,基于空间啮合原理建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的数学模型,推导了蜗杆传动的齿面接触螺旋线方程.该方程与Pro/E软件结合,获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆的真实啮合齿面.在此基础上将利用Matlab软件计算得到的蜗杆接触线与Pro/E软件拟合得到的蜗杆齿面对比分析.结果表明:蜗杆齿面拟合精度由蜗杆齿面接触螺旋线条数决定,当螺旋线为9条时,所获得的齿面反映了蜗杆的真实啮合齿面,拟合精度达到0.001 00 mm.