大型数控车床进给伺服系统建模与分析

针对某大型数控车床的横向进给伺服系统,建立考虑摩擦和传动刚度的综合力学模型与数学模型。通过数值仿真分析低速进给下静动摩擦力差值和传动刚度变化对工作台输出的影响,得出工作台产生爬行运动的可能性条件。该型数控车床横向进给系统现场实验的结果验证了理论分析的合理性。所得结论为数控机床进给伺服系统的稳定性和加工精度的提高提供了研究基础。

架悬式驱动系统振动稳定性分析

对两种典型的牵引电动机架悬式驱动装置的机车动轮空转过程进行计算机模拟计算的结果表明,轮对空心轴驱动装置的弹性联轴器采用螺旋弹簧时,车轴扭矩的振幅达到稳态值的几倍,甚至超过材料的许用应力,而相同条件下,采用橡胶元件时,驱动系统摩擦振动稳定,驱动元件承受的动应力始终保持在许用应力的范围内。空心轴两端弹性联轴器扭转刚度与轴箱拉杆纵向刚度的匹配必须避免驱动系统发生共振。采用电机空心轴驱动装置的机车,在驱动装置的结构参数合理匹配的同时,要求牵引电动机转矩一转速特性更陡及机车具有反应灵敏、作用可靠的防空转保护装置。

基于Lennard-Jones势的界面摩擦黏滑行为动力学研究

目的研究界面摩擦过程中,原子间的相互作用关系及规律。方法基于Lennard-Jones（L-J）势理论,建立界面摩擦黏滑行为的非线弹性振子模型,并以α-Fe晶体为例进行仿真分析。结果在假设条件下,质块振动主振频率约为16 Hz;运动端宏观速度v=1×10-3m/s是主振幅值增大的临界值;刚度系数k和阻尼系数c分别在1.0~100 N/m,1.0×10-4~1.0×10-1N/（m/s）范围内变化时,粘滑频率和主振频率分别随二者的增大而提高;摩擦界面真实接触面积S在1.0×10-18~1.0×10-14m2内变化时,增大摩擦界面间的法向压力将导致黏滑强度增大。仿真计算表明：摩擦界面单个原子受到的激励力与原子间作用势及晶格常数有关,质块的黏滑行为与激励力、相对滑动速度、质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数及真实接触面积等内外因素有关。结论相对滑动速度或真实接触面积增大时,黏滑强度增强;质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑强度减弱。系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑频率增大;质块质量增大时,黏滑频率减小;相对滑动速度、真实接触面积对黏滑频率的影响不显著。

固定接触界面切向静弹性刚度问题研究

根据两球体单峰同时受法向、切向载荷时微滑切向应力的分布以及MB模型，给出了界面的总切向接触静弹性条件刚度、总条件法向载荷的解析解。将切向接触静弹性条件刚度的解析解嵌入到有限元软件中，获得了整机的理论模态。以一款八四七厂华中工学院XHK5140型自动换刀计算机数控立式镗铣床上的结合部为研究对象，通过实验对解析解进行了定量验证。研究结果表明：在理论振型与实验振型一致的条件下，界面模型的相对误差在-19．2％～16．8％之间。

薄壁钢管外粘钢加固理论研究

通过对比薄壁钢管外粘钢加固后的构造特点与轻夹芯 3层壁板的构造特点 ,得出薄壁钢管外粘钢加固后可利用轻夹芯 3层壁板的折合刚度的计算原理 ,将其换算为具有折合刚度和等效厚度的单层壳体。从而对加固后的组合结构可以直接利用薄壳理论进行力学性能分析 ,理论计算结果与试验结果对比 ,吻合较好 。

化痰活血方穴位贴敷联合西药治疗强直性脊柱炎晨僵43例

目的通过比较化痰活血方穴位贴敷联合西药与单纯西药对强直性脊柱炎晨僵的临床疗效差异,评价其对强直性脊柱炎晨僵的疗效及安全性。方法将80例强直性脊柱炎的患者随机分为两组,治疗组43例采用化痰活血方穴位贴敷联合西药治疗,对照组37例运用单纯西药治疗,比较治疗前后患者的晨僵时间、BASDAI以及观察在治疗期间不良反应情况,以评价其有效性、安全性,并对上述结果进行统计学处理。结果①两组患者治疗前后组内比较,患者的晨僵时间、BASDAI评分差异显著(P<0.05)。②两组患者在治疗后晨僵时间、BASDAI积分对比,经统计学处理,在晨僵时间、BASDAI比较中具有统计学意义(P<0.05),说明化痰活血方穴位贴敷联合西药缩短晨僵时间上具有优于单纯西药的作用;治疗组总有效率81.4%,对照组总有效率59.5%,经统计学处理,两组临床疗效经卡方检验,具有统计学意义,差异显著(P<0.05)。结论化痰活血方穴位贴敷联合西药能明显有效、安全地缓解强直性脊柱炎患者的晨僵。

硬杆操纵器设计原理分析

本文详细地叙述了硬杆在设计中灵敏度和固有频率之间的矛盾．通过实例分析提出了方便可行的解决方法．

用负刚度及变刚度方法研究粘滑

通过负刚度实验，得到了３００ＭＰａ围压条件下花岗岩锯切面和石英岩剪切破裂面的剪应力－滑动曲线。突发滑动的持续时间从一般位移控制条件下的几毫秒延长到０．５ｓ左右。并在普通函数记录仪上对滑动过程曲线作了全过程的记录。又将压机刚度降为任意设定值，可得到应力降与刚度相关而滑动距离基本不变的结果。这一结果与速度依赖性摩擦本构律及滑动弱化本构律所估计的结果不同，它类似于滑动面几何约束控制的滑动依赖性本构关系。

岩石粘滑的自锁模型及数值模拟

本文根据岩石摩擦的自锁模型,通过数值模拟讨论了围压和围压介质刚度对粘滑及其应力降的影响。结果表明:围压的增大有利于发生粘滑;粘滑应力降随围压的增大而增大;天然地震应力降低于室内粘滑应力降是由围压介质刚度引起的。

连接界面迟滞非线性特征的动力学分析

连接界面上多物理场、非线性等力学行为是引起复杂结构动力学的主要原因,会引起结构的刚度软化和幅变阻尼。利用Iwan模型描述连接界面黏滑摩擦行为引起的迟滞非线性特征,采用数值积分获得连接结构非线性力学行为影响的传递特征,将绝对加速度的传递特征转化为相对加速度的幅频和相频特征,进而辨识出连接结构随频率变化的等效刚度和阻尼特征,并且研究了不同激励幅值对连接界面非线性动力学行为的影响。结果表明:Iwan模型能够较好地描述连接面的刚度软化和幅变阻尼特征,随着激励幅值的增加,连接界面的动力学行为由微观黏着控制逐渐转化为宏观滑移控制,等效刚度逐渐下降,表现为结构刚度的非线性软化特征;等效阻尼在微观滑移阶段逐渐增加,但在宏观滑移阶段却有所下降,表现为幅变阻尼的特征。

刚度和阻尼比对机床爬行影响的计算机数值模拟

建立了研究机床爬行机理的物理模型,根据模型所描述的动力学系统建立了系统的状态方程,并进行了系统的刚度(水平方向、垂直方向)、阻尼比对爬行评价指标影响的计算机数值模拟。结果表明:增大水平方向的刚度、减小阻尼比以及适当地提高垂直方向的刚度三者均可以明显地减小机床爬行。

一种新颖的单杆操纵器

作者利用了电阻应变计作为传感器，直接把操纵器的操纵杆的位移量转换为对电影经纬仪俯仰和方位实行跟踪控制的模拟电量，研制成功了一种新颖的单杆操纵器。本文论述了其原理、设计及特点。

超磁致伸缩致动器输出滞回特性的分析与实验研究

首先通过对超磁致伸缩致动器系统结构以及输出滞回特性的分析,指出优化致动器机械结构和电气参数配置是减小滞回的关键.进而对致动器系统 3 个可能的滞回特性影响因素:轭铁磁导率、弹簧刚度、磁场强度变化率进行分析与实验研究,探寻使致动器滞回特性减小的有效途径.

纸纱复合袋糊底机贴阀装置系统优化

优化贴阀装置,以提高纸纱复合袋糊底机贴阀的稳定性与控制精度.首先,以贴阀装置为研究对象,对其滚珠丝杠副传动系统刚度和步进电机负载力矩进行分析;其次,分别以滚珠丝杠副传动系统刚度和步进电机负载力矩最优为设计目标建立数学优化模型,以丝杠直径、导程、加速时间和匀速时间为设计变量,最后求解该约束优化问题;对比分析两次优化结果后获取最优参数.结果表明:以步进电机负载力矩为设计目标的优化方案效果最优,该方案使滚珠丝杠副传动系统刚度提升了14.7%,步进电机负载力矩减少了59.2%;优化后的贴阀装置提高了滚珠丝杠副传动系统刚度、降低了步进电机负载力矩,增强了贴阀稳定性与准确性.

粘钢加固钢筋混凝土矩形梁仿真分析

利用有限元软件ANSYS对粘钢加固的钢筋混凝土梁进行了分析研究,并结合工程实例加以论述,结果表明粘钢加固钢筋混凝土矩形梁结构的强度和刚度显著提高。

煤矿井下近水平定向钻进黏滑振动产生机理及应对措施

黏滑振动普遍存在于钻探施工过程中,煤矿井下近水平定向钻进也不例外,并且随着钻孔深度的延伸,黏滑振动现象加剧。黏滑振动的危害包括加速钻具损耗和降低钻进效率。为了抑制黏滑振动,分析了近水平定向钻孔孔底单弯螺杆马达定向钻进黏滑振动产生的机理,以及与竖直钻孔孔口动力回转钻进工艺产生黏滑振动的异同,研究了抑制黏滑振动的方法和原理,并进行了工程实践。

某重型车床横向进给系统传动刚度分析与实验研究

进给伺服系统的性能对数控机床的跟踪及定位精度、加工表面质量等有着重要的作用。针对某重型车床的横向进给系统,综合考虑了轴的扭转刚度、齿轮的啮合刚度、丝杠螺母副接触刚度和丝杠支承轴承的轴向刚度等因素,建立了等效单自由度力学模型,分析刚度因素对工作台输出行为的影响。通过仿真计算分析了中间传动链各个刚度环节对工作台综合刚度的贡献量,找出了传动链的刚度薄弱环节。现场实验测试了工作台不同进给位置下的临界爬行速度,得到了临界爬行速度与丝杠的轴向刚度的关系,理论分析与实验结果相吻合。所得结论为该重型车床横向进给系统的优化设计提供了理论支持。