基于层叠式平面DE作动器的柔性薄壁结构振动控制研究

为了降低单层平面DE作动器的控制电压,提出了一种层叠式平面DE作动器,并开展了基于层叠式平面DE作动器的柔性薄壁结构振动主动控制研究。结合介电弹性体(DE)材料的力电耦合模型,基于哈密顿变分原理,建立了含层叠式平面DE作动器的柔性悬臂梁系统振动控制微分方程。基于比例反馈控制策略,利用不同层数的层叠式平面DE作动器对悬臂梁系统进行了振动主动控制的仿真研究。结果表明,层叠式平面DE作动器对柔性薄壁结构具有良好的振动控制效果,同时相比于单层平面DE作动器,控制所需电压可以降低30%以上,从而为DE作动器的低电压驱动应用提供了一条可行的技术途径。

基于变形基的柔性薄壁结构公差分配方法

考虑大型薄壁结构变形与偏差之间的关系,针对柔性薄壁结构的装配过程,提出一种基于变形基的薄壁结构偏差描述与公差分配方法。利用模态分析方法建立描述构件偏差的变形基,基于装配区域变形协调和势能最小原理推导零件与装配构件偏差因子的关联关系,以变形基与偏差因子的线性组合精确表征柔性薄壁结构的偏差场。以柔性薄壁结构制造、装配工艺及产品的其它成本为约束条件,建立柔性薄壁结构的公差分配优化模型并采用遗传优化算法进行求解。以火箭筒段的装配过程为例进行了公差分配的案例计算。该方法考虑柔性薄壁结构的柔性变形和偏差场的分布与传递,案例公差分配的结果符合理论分析,验证了方法的可行性。

基于液压预紧结构主轴单元的研究

轴承预紧是提高主轴刚性和稳定性的主要手段。通过圆螺母和小轴套的配合来实现对轴承内圈的定压预紧是工程中常用的一种方法。但是这种预紧方式也有其不精确之处。与现有的轴承预紧方式不同的是:该设计以合金弹簧钢这种弹性极限高、滞弹性效应低且耐热性非常好的材料设计了一种柔性薄壁结构,并通过液压驱动的方式对主轴单元中常用的角接触球轴承的外圈来施加可控的预紧力。并在此结构的基础上,验证其作为主轴单元预紧力施力部件的可行性。并以轴承的温升为目标,研究主轴单元中角接触球轴承的温升跟转速和轴向预紧力之间的关系。