3D打印技术在机载超宽带共形天线中的应用研究

为提高共形相控阵天线的设计制造效率,在平面紧耦合天线的基础上,设计了与飞机襟翼曲面共形的紧耦合超宽带相控阵天线。按照共形天线的安装要求,提出了混合3D打印技术,即采用熔融堆积成型技术及微滴喷射成型技术实现襟翼流线型曲面模型的打印,并完成了紧耦合天线辐射层的打印,验证了3D打印技术在共形天线上的应用。加上馈电结构后对单元电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)和方向图进行了测试,结果表明所设计的天线在0.4~2.0 GHz范围内,VSWR、单元方向图和阵列方向图符合设计技术指标,为后续共形天线设计和加工提供了技术基础。

基于UG的曲线齿圆柱齿轮的特征建模

曲线齿圆柱齿轮传动作为一种新型的齿轮传动,不仅继承了传统齿轮的优点,还有传动平稳、接触线长、加工工艺简单等优点。根据曲线齿圆柱齿轮的加工原理,提出基于齿轮齿条啮合原理的曲线齿圆柱齿轮的特征建模方法;同时以二次开发工具UG/Open GRIP编写程序实现曲线齿圆柱齿轮的仿真加工。建立的曲线齿圆柱齿轮的实体模型,可以进行曲线齿圆柱齿轮的模拟装配、干涉检验、运动仿真和有限元强度分析,为曲线齿圆柱齿轮的优化设计、制造和分析检验打下基础。

数控机床进给伺服系统模糊自适应PID仿真

针对传统的PID控制策略不能满足数控进给伺服系统的对控制性能要求。结合模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种基于模糊决策的模糊自适应PID控制器。运用模糊控制理论,对PID参数进行实时修改,使系统具有较好的自适应能力和较强的鲁棒性。在MATLAB环境下对进给伺服系统进行了动态仿真;仿真结果表明,模糊自适应PID控制器的控制性能远优于常规PID控制器,即使在外界干扰和系统工况发生变化时,此控制器也具有很好的快速响应特性和较强的鲁棒性。

磁流变减振器高频硬化特性建模及优化

为准确反映磁流变减振器(MRD)的高频输出特性,基于考虑液体流动惯性和可压缩性的基本磁流变减振器模型,结合高频情况下的MRD内部流动特征,引入流动局部损失成分并考虑磁流变减振器液室内压力分布规律提出了修正的高频模型。为验证模型的准确性,采用动态分层的动网格方法进行了在活塞高频往复运动下磁流变液室内流动情况的计算流体力学(CFD)仿真并获得阻尼力输出。仿真结果表明,提出的模型能够反映磁流变减振器的高频动态硬化情况并准确地预测高频特性曲线中峰值对应频率和峰值大小。最后基于修正的理论模型在保证低频使用性能的前提下以改善高频动态硬化为目标对MRD结构参数进行了优化设计,改善了其高频硬化特性,为MRD的应用和设计提供了参考。

基于ISIGHT的电动汽车扭杆梁悬架振动传递特性优化

针对车用驱动电机转矩波动引起悬架系统振动进而造成车内噪声的问题,提出通过改善悬架纵向和垂向振动传递特性来实现减振的优化方法。通过扭杆梁柔性化、高频衬套模型的ADAMS实现等措施保证悬架弹性元件的精确描述来建立适用于高频仿真的悬架模型,并基于此模型进行振动传递特性分析,最后基于ISIGHT集成多学科软件实现多目标全局优化。优化结果表明:在略微减小垂向振动传递函数加权面积的基础上使纵向振动传递函数加权面积减小了17.23%,且在目标频段内振动传递优化效果显著。

加工中心换刀机械手控制系统研究

换刀机械手是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。以快速、准确换刀为主要目标,对立式加工中心换刀机械手控制系统进行了深入研究。在对机械手换刀过程详尽分析的基础之上,设计了其电气控制系统,并提出了电气系统输入输出的保护。实验结果表明:相对于传统方法,具有成本低,控制精确,结构简单的特点。

基于卡尔曼滤波的液压伺服系统PID控制

液压伺服系统PID控制中因测量和观测引入的噪声信号,会严重影响PID的控制品质,针对这个问题提出了一种基于卡尔曼滤波的PID调节技术。通过卡尔曼滤波对系统状态的估计,实现对测量噪声信号和观测噪声信号的抑制,从而改善系统的性能。在MATLAB中对所设计的控制器进行动态仿真,仿真结果表明:带有卡尔曼滤波器的PID调节技术能够有效地对系统中存在的噪声信号进行滤波,从而提高了系统的工作性能。

斜齿轮参数化设计系统开发

采用UG自带的二次开发工具UG/Open,结合标准斜齿轮的设计流程,开发了一种基于程序的斜齿轮参数化设计系统。首先运用Visual C++中的MFC类库设计系统数据库的界面,使用COM组件完成访问和修改数据库中的设计参数,并通过UG/Open API将得到的参数回传给主程序,然后调用UG/Open Grip编写的斜齿轮参数化设计程序,最终实现了标准渐开线斜齿轮的精确建模;该系统实现了知识重用,提高了斜齿轮三维数字模型的造型精度和设计效率,创建的模型能够很好的满足后续的CAE分析的要求。

车载天线安装平板的结构强度分析及拓扑优化

利用流体仿真软件计算天线表面所受风载荷,再将风载荷耦合在天线结构模型上,完成天线的结构强度分析。仿真结果表明天线安装平板强度富余量非常大,可合理优化安装平板结构,以改善安装平板的强度重量比。仿真计算安装平板优化前后的应力、变形、应变及重量,对比分析表明优化后的结构,重量减少68.3%,强度几乎没有变化,满足安装平板的使用要求。

基于转化机架法、UG和ADAMS的行星轮系的优化设计

通过UG建立行星轮系的参数化模型,结合转换机架法在ADAMS中通过约束变换完成同一模型的不同运动规律的仿真,对仿真结果进行对比,总结出2种情况下的优缺点,最终实现了现有机构的尺寸缩减。