基于输入整形的丝杠传动的振动误差补偿

针对丝杠传动系统中存在的由机械结构弹性形变产生的振动误差,首先,通过改进集中参数法与分布式参数法相结合的方法建立系统拉格朗日方程,从而求得动力学模型,得到X、Y方向上的传递函数,并将闭环传递函数进行降阶处理;然后,在Simulink中仿真实验,根据降阶函数计算输入整形器参数,分别比较ZV输入整形和ZVD输入整形的误差补偿效果;最后,在自主研发的实验平台进行应用验证:在负载较轻的X轴运动时,两种补偿方法稳定性相差不多,ZV输入整形器调整时间更短;而在负载较重的Y轴运动时,ZVD输入整形器更稳定。

多维曲面成形运动规划中三维模型数据处理研究

多维曲面成形过程中三维模型读取和空间目标点的求解效率对提高成形速度具有重要影响作用。随着STL模型复杂度提升,三角面片数量相应增加,计算复杂度大幅增长,求解效率降低,运动规划和图案映射过程计算难度也随之增加。针对上述问题基于深度学习方法提出一种三维模型数据处理及运动规划方法,并与传统的计算规划方法进行对比。实验结果表明,所提方法能有效提升曲面打印中模型数据点定位速度2倍以上,定位速度随求解点数据量增加而提升,且对模型顶点数增加具有鲁棒性,大大提升运动规划速度,为多维曲面成形运动规划求解提供新思路,适用于大规模数据计算且可被用于直接交互现实的生产制造任务。

考虑啮合误差的复式行星传动系统均载特性研究

为研究复式行星传动系统的均载特性及影响均载特性的因素,通过势能法建立齿轮刚度求解模型,求解了传动系统的时变啮合刚度;计入阻尼、时变啮合刚度、啮合误差等因素影响,采用集中质量法建立了系统的平移-扭转耦合动力学模型,利用Newmark-β积分法求解了系统的动态响应,以均载系数量化均载性能,分析了转速、负载及单构件和多构件偏心误差对系统均载性能的影响。分析结果表明,提高转速会降低系统的均载性能,增加负载会提高系统的均载性能;偏心误差的增大会使系统的均载性能降低,当偏心误差同时作用在内啮合的构件上时会使均载系数下降3.1%;当同类行星轮的偏心误差以旋转中心作用时,会有效降低偏心误差对系统均载性能的影响。

轴承套圈电磁无心磨削成圆误差解析和仿真

针对电磁无心磨削成圆过程和磨床加工性能的高精度预测和分析,研究了轴承套圈电磁无心磨削成圆误差的生成机制。建立以几何条件、加工参数和机床刚度为参数的,包含几何误差、静态误差和动态误差的解析方程,通过利用成圆误差方程对轴承套圈表面圆度误差进行迭代,可以在时域范围内对轴承套圈表面圆度误差的再生过程进行数值仿真,提供了一种预测轴承套圈表面圆度误差变化的仿真模型,为有效预测磨削性能和轴承套圈成圆过程提供了可靠的分析手段。通过同步仿真与实验条件参数,得到的仿真结果与实验结果的相对误差为8.04%。结果显示,所建立的综合模型可以完成成圆过程的分析并预测工件最终轮廓。

面向传动性能的分体式RV减速器结构优化

针对当前国产RV减速器加工成本高,传动效率低等问题,提出分体式摆线轮结构对原齿廓进行优化以减少加工难度,提升加工效率。分析RV减速器传动原理,提出了分体式摆线轮的设计方法,确定各零部件的参数尺寸,以负载性能,传动精度,传动效率为评价指标,构建多目标评价函数,采用NSGA算法实现面向性能的RV减速器结构参数优化。构建RV减速器三维模型,采用Adams动力学分析对其各项指标进行评定,验证设计方法的有效性。同时,采用有限元分析对设计出RV减速器结构的合理性进行验证分析。

基于改进响应面法的齿轮可靠性优化分析

为解决传统齿轮可靠性优化流程中引入的安全系数无法准确的反映齿轮可靠性水平以及在分析过程中无法找到各参数影响程度的问题,提出一种基于改进响应面与有限元相结合的可靠性优化分析方法。首先,采用改进响应面方法获取实验设计点,通过有限元软件获取实验数据建立设计矩阵;其次,通过MATLAB建立改进响应面方程,分析方程拟合优度;最后,将实验数据导入可靠性仿真模块进行可靠性优化仿真,通过拉丁超立方抽样得到齿轮可靠度。实验结果表明,改进响应面方程与传统响应面方程误差相当。优化后的齿轮结构可靠度相比优化前提高了6.35%,优化后最大等效应力降低了6.81%,质量降低了2.12%。改进响应面与有限元结合的方法可靠性优化效果最佳。

自由曲面粗加工分层行切刀轨规划方法

粗加工分层行切刀轨加工效率高、适用范围广,但在加工自由曲面时相邻行刀轨连接处容易产生过切或切削余量过大。针对三轴数控粗加工的不足,提出了一种分层行切刀轨规划方法:获取加工平面上的曲面轮廓,以初始刀轨与轮廓交点定义加工区域,并以交点邻域的局部轮廓计算出无干涉刀位点;向相邻行刀轨搜索不与轮廓线发生干涉的刀位点进行连接,对连接刀轨提出以精度为约束的离散特征点计算逼近误差的方法,通过新增过渡刀位点使最终的连接刀轨逼近误差低于最大允许值。所提出的方法对包含自由曲面的零件生成了刀轨,并进行仿真加工,结果验证了方法的可行性。

3D-Plus存储器印制板级组装可靠性研究

分析了3D-Plus存储器印制板组件在随机振动和温度循环作用下的等效应力和等效塑性应变。分析结果表明：3D-Plus存储器印制板级组装可靠性的关键在于印制板螺钉固定点的设计,用环氧胶加固可使器件组装的可靠性进一步得到提高。高膨胀系数的3M-2166Gray环氧胶对焊点热疲劳寿命会产生不利影响,但只要将器件引脚和印制板的间隙控制在0.1~0.2 mm之内,并在焊接过程中使引脚根部有焊锡充分爬升,可以获得高可靠焊点。

AZ31B镁合金交流电阻点焊接头的力学性能及显微组织分析

采用交流电阻点焊焊接了AZ31B镁合金,研究了点焊接头力学性能的变化规律,分析了点焊接头的显微组织。结果表明:接头抗剪强度随焊接规范呈规律性变化,存在最佳值;表面状态对接头拉剪强度影响很大;接头熔核区显微组织为单一的等轴晶,在α-Mg固溶体的晶界网络处析出β-Mg_(17)Al_(12)离异共晶体;焊点中的裂纹为沿晶热裂纹,断口显现出韧窝沿晶界撕裂的特点。

变形工艺对AZ31B镁合金薄板组织与力学性能的影响

将不同厚度的铸态AZ31B变形镁合金板加热至673K,进行多道次轧制,每道次的下轧量约为1mm,最终轧制成2mm厚的薄板。对热轧板进行523K×60min的退火处理;并对热轧态和退火态的薄板进行组织观察与力学性能测试。结果表明,AZ31B镁合金铸板经过热轧后,组织得到明显细化,力学性能得到大幅度提高。当应变量为1.4时,热轧态AZ31B镁合金板材的抗拉强度为290MPa,伸长率为18%;热轧板经523K×60min退火处理后,合金的抗拉强度较热轧态略有下降,但伸长率大幅度提高,合金呈现良好的组织与力学性能。

AZ31B镁合金板材冲压性能的实验研究

系统地研究了AZ31B镁合金板材的冲压性能。通过室温和中高温拉伸实验研究了AZ31B镁合金板材的基本冲压性能,如σb、σs、σs/σb、δ、n、r和Δr等性能指标;通过模拟成形实验研究了杯突值、弯曲性能、拉深性能、扩孔性能以及成形极限图FLD等,为制定冲压成形工艺提供参考依据。研究表明,AZ31B镁合金板材的冲压性能室温下较低而中高温则较好。

变形温度对镁合金等通道转角挤压晶粒尺寸演变影响的有限元模拟

目的研究变形温度对AZ31B镁合金等通道转角挤压(ECAP)过程中晶粒尺寸演变的影响。方法建立AZ31B镁合金动态再结晶和晶粒长大数学模型,采用Fortran语言编写晶粒演变子程序,并通过商用有限元软件MARC的二次开发接口,建立耦合微观组织演变的AZ31B镁合金等通道转角挤压有限元模型,研究变形温度对等通道转角挤压过程应变场、再结晶百分数和晶粒尺寸的影响规律,并与实验结果进行比较。结果随变形温度从200℃增至400℃,原子热激活效应增强,再结晶百分数从75.37%增加至99%,平均晶粒尺寸从6.67μm增加至25.7μm,且晶粒尺寸分布均匀性增大,但是200℃变形的ECAP试样出现开裂。结论在250~300℃温度区间内进行ECAP变形,有助于获得细小均匀的微观组织,同时避免出现变形开裂。

不同取样方向AZ31B镁合金应变率效应

采用分离式Hopkinson压杆获得了冲击压缩方向与热轧态AZ31B镁合金板材法向分别成90°、45°及0°的动态应力—应变曲线,利用光学显微镜及透射电子显微镜对微观组织演化过程进行了分析。结果表明:应变率约为1 200 s-1,压缩方向与板面法向成90°时,孪晶的面积分数随应变量的增大逐渐增加,孪生是主要变形机制,其曲线为凹型;压缩方向与板面法向成45°及0°时,其塑性变形以位错滑移为主,曲线形状分别为近似线型和凸型;应变率约为2 800 s-1,压缩方向与板面法向成90°时,孪晶面积分数迅速增加,大多数晶粒取向发生了改变,有利于滑移,其曲线由较低应变率的凹形变为凸型。

AZ31B镁合金板材温冲压用润滑介质研究

以AZ31B镁合金板材为研究对象,使用了制造的试验器材——对磨销及底座,分析温冲压成形条件下4种不同的高温固体润滑剂——氮化硼(BN)、石墨(C)、二硫化钼(MoS_2)、氟硅脂(PTFE)的摩擦因数变化。结果表明,喷涂润滑剂后,摩擦因数由干摩擦下的0.47左右显著降低,并且与各润滑剂的性能和喷涂量有关,随着喷涂量的增加,摩擦因数逐步降低,到一定程度时,摩擦因数降低至一稳定值。从结果看,石墨效果略优,摩擦因数在0.11左右;氮化硼与二硫化钼相近,0.14左右;氟硅脂最差,0.25左右。考虑生产过程中使用的方便性和板材表面残留润滑剂的清理难易程度,得出氮化硼为最优润滑剂。

甘氨酸对AZ31B镁合金阳极氧化膜的影响

以环保型碱性硅硼体系为基础电解液,以甘氨酸为添加剂,对AZ31B镁合金进行阳极氧化处理。结果表明:在相同的电流密度和氧化时间下,向电解液中添加甘氨酸所得氧化膜的厚度增加、膜厚分布更均匀;氧化膜的形貌更为致密、平整;氧化膜的膜电阻和电荷传递电阻增大,对基底的保护性能增强,从而改善镁合金的耐蚀性。甘氨酸的质量浓度为5g/L时所得氧化膜具有最优的结构和性能。

AZ31B变形镁合金TIG焊接头组织及断口形貌分析

以AZ31变形镁合金为研究对象,采用光学显微镜和扫描电子显微镜等测试手段对其TIG交流自动焊接头的微观组织和接头的断口形貌进行了观察分析,结果表明,在TIG自动焊条件下,AZ31B镁合金接头的焊缝区主要为细小的等轴晶,热影响区为粗大的过热组织,晶粒比较粗大,通过对接头断口形貌观察发现其接头断裂特征为韧-脆混合断裂。

有源滤波与惯性滤波方法的综合应用

针对无源滤波、有源滤波方法对噪声信号去除能力的不足,提出一种新的有源滤波和惯性滤波相结合的滤波方法.分析了由电器元件组成的无源RC滤波器和有源RC滤波器;阐述了惯性滤波的方法及其函数,进行了对污染信号的仿真实验,将无源RC滤波、有源RC滤波及有源RC滤波与惯性滤波结合的方法进行了比较.结果表明,有源RC滤波与惯性滤波结合的滤波方法明显优于前两种滤波方法,而且结构简单,操作方便,效果较好,并降低了算法复杂度,达到比较理想的滤波效果.

前混合磨料射流系统液固两相流动特点

探讨前混合磨料射流两相流动特点,讨论了前混合磨料射流两相流流型,分析了磨料和水的混合机理,建立磨料粒子在混合管道和喷嘴内的运动方程并对其进行了求解,取得了一些有意义的结论。

冲击加载条件下AZ31B镁合金变形孪晶的微观特征

采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)对AZ31B热轧板材沿轧向进行冲击实验,加载应变率约为1 200 s-1.利用金相显微镜和透射电子显微镜观察微观组织特征。结果表明:在应变量约为0.003的条件下,压缩孪生{101-1}/<101-2>与拉伸孪生{11-02}/<1 1-01>均为孪生塑性变形机制,这与准静态加载下单一的拉伸孪生机制不同。孪晶内部的微观特征演化过程包括:1)平行排列基面层错的出现;2)与孪晶界成特定角度平行排列位错线的形成;3)位错胞的产生。