基于LabVIEW的按键力与行程采集机器人系统

为达到多按键产品自动化测试效果并得到精密测量结果,设计了一套实现按键力与行程实时采集的机器人系统。整套系统包括机械手子系统和数值采集子系统两部分,机械手子系统实现工作空间范围的移动定位,其末端执行器即数值采集系统以CompactRIO为控制器,通过力传感器与直线电机模块完成力与行程的同步采集,并基于LabVIEW平台实现数值实时显示与处理。选取车用多按键开关产品为测试对象,通过试验分别验证了其自动化测试能力和重复测量精准度。结果表明,该系统能够自动执行多个目标点位的数值采集任务,且在重复测量工况下力值精度等级与相对线性误差系数分别为0.122%、0.024%,行程最大测量误差为29μm,对应的平均测量误差为8.75μm,实测数据结果满足关键部件技术指标,保证按键手感一致性检测要求。

汽车前端框架力学性能评估及结构优化

为满足汽车部件轻量化与安全性需求,以某款前端框架为研究对象,综合采取新材料替换与结构优化途径对其进行优化设计。提出一种长玻纤增强聚丙烯材质的全塑前端框架,利用有限元分析技术(CAE)评估前端框架模型刚度、强度和模态力学性能,基于企业判定标准找出整体结构的刚度薄弱处,从锁扣区加强筋形状及壁厚尺寸优化维度提升前端框架整体刚度指标。结果表明,锁扣区X向、Z向刚度分别提高20.4%、42.1%,优化修整后的模型可通过注塑工艺制造出实体产品。本文提供的CAE性能评估及优化方法可有效提升产品开发效率。

宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理

提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite,简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称BCF)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能,推进器在峰峰值为1000V,频率为17.7和3Hz的激励电压下分别取得空气中最大摆幅峰峰值为45mm,水下最大摆幅峰峰值13mm。借助计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)研究了仿生推进器在稳定摆动过程中流场特性和尾迹旋涡的分布情况,从推进器端部观察到的“反卡门涡街”结构揭示了仿生推进器的流体动力学机制和摆动式推进机理。推进器端部在x方向上的平均推进力可达1.5mN。研究成果对压电纤维致动器在仿生推进器的优化设计和提高其推进效率提供技术支持。

数值模拟在钳工锯削工艺教学中的应用探讨

工程训练钳工实训中涵盖锯削操作要点。为了让学生规范使用工具并理解锯削作用机理,将数值模拟技术引入到钳工教学中,研究其在钳工教学中的优势。建立锯削有限元模型,选取锯条安装朝向和锯条有无弯曲两个教学难点,通过应力应变分布云图,分别揭示正确示范与错误操作工况下工件和锯条的变形程度和瞬态破坏过程,进而说明正确有效的锯条安装方法。结果表明,数值模拟能够形象解释教学难点,有助于提升实训课堂教学效果。