冷加工和时效处理对Sanicro 25钢组织和蠕变性能的影响

在冷加工的基础上,对Sanicro 25奥氏体耐热钢进行700℃高温时效处理。研究了冷加工和时效处理对Sanicro 25钢的组织形貌、第二相析出和力学性能的影响。结果表明:随着时效时间的增加,冷加工态Sanicro 25钢的奥氏体晶粒的大小和形状趋向均匀;且有M23C6相不断析出,由晶界析出转移到晶内析出,数量越来越多。不同冷加工和时效处理后,Sanicro 25钢中有包裹状或片状NbCrN相析出。随着冷加工量的增加,Sanicro 25钢晶粒变得更细小,且晶粒内部出现了孪晶,硬度也呈上升趋势;未时效的Sanicro 25钢的最小蠕变速率不断减小,蠕变性能不断增强;而经过3000 h时效后,最小蠕变速率不断增大,导致其蠕变性能逐渐降低。

基于双混联机器人的镜像铣削系统运动学分析与加工路径生成方法

以一种由双混联机器人组成的镜像铣削系统为研究对象,采用矢量法建立了镜像铣削系统规格化的运动学正逆解模型,其中正解方法较采用牛顿迭代法求解的方法具有计算效率与精度高的优点。提出了一种镜像加工路径生成方法,明确了双机参考坐标系的位姿关系,通过设定薄壁结构件的期望加工壁厚计算位姿镜像对称的刀具与支撑头路径。提出了十轴联动与双五轴联动两种镜像加工路径执行方法,后者较前者具备可重构性与模块化的特点,支持铣削或支撑机器人单机作业,能够满足大工作空间内单机或多机快速现场布置与高效协同加工的需求。为验证所提出的运动学模型与加工路径生成、执行方法的正确有效性,开展了大型薄壁结构件镜像加工试验,试验结果表明,壁厚加工误差可保证在±0.18 mm以内。

模拟骨小梁假体界面微动的实验装置设计与有限元分析

目的:设计一种模拟骨小梁假体界面微动的实验装置(以下简称“微动装置”),并进行有限元分析。方法:微动装置由带有螺纹的旋入圆筒、柔性铰、微动杆、骨小梁假体、连接杆和固定柱组成。采用SolidWorks软件构建微动装置模型,并将其导入ABAQUS软件中建立有限元模型,对股骨施加轴向位移载荷,分析微动装置中柔性铰的位置、假体与股骨之间的间隙和连接杆的长度对微动的影响。结果:微动装置产生的界面微动随柔性铰距旋入圆筒下端距离的增大而增大;假体与股骨之间的间隙≥20μm时,间隙对界面微动不产生影响;界面微动随着连接杆长度的增大而增大。结论:微动装置可以准确模拟出不同的骨-骨小梁假体界面的微动,可为研究不同界面微动对骨整合的影响提供实验装置。

基于STC8的智能电动执行器控制系统设计

电动执行器具有精密可靠、安全经济和高效稳定等特点,被广泛应用于现代工业控制中,是自动化控制系统中一种常用驱动装置。在研究国外电动执行器设计原理和控制方式的基础上,设计了一种电动执行器控制系统。该系统采用工业级STC8A8K64S4A12芯片为主控制器,硬件采用模块化方法设计,可根据电动执行器型号搭配使用不同类型的驱动模块,实现了参数自整定、专家系统故障诊断及保护等功能。经调试和运行测试,系统性能稳定,参数易配置,执行误差≤0.5%,能够满足工业现场自动化控制的需求。

工程教育专业认证背景下专业设计课程教学改革与实践

根据工程教育专业认证对机械电子工程专业的毕业要求,明确了专业设计课程实践教学的目标,对教学内容、教学模式以及考核与成绩评定进行改革。以车体机器人为实践平台,学生通过完成机器人外形构造、控制系统硬件和软件设计、调试等任务,制作出不同功能的机器人。通过教学实践,提高了学生自主学习和解决复杂工程问题的能力,培养了学生的创新意识和工程实践能力。

精密机床差异化温控系统设计方法与控制策略研究

为满足变工况和环境温度波动条件下精密机床各部位对温控系统的动态、差异化控制需求,提出一种精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略。首先,提出了差异化温控系统关键功能部件选型设计方法和温控能力主参数计算方法;其次,根据差异化温控系统高/低温油箱中油温测量值与目标值的差别,形成对两油箱温度的动态实时控制策略;再次,采用MATLAB软件开发出温控系统关键部件的选型设计模块和高/低温油箱温度控制仿真分析模块;最后,通过仿真模拟获取相关温度数据,并与同工况下的实验数据进行对比分析,验证所提出的差异化温控系统设计方法及控制策略的可行性和合理性。结果表明仿真分析模块可以较为切实地反映出实际工况下的温度整体变化情况和趋势。所提出的精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略具备一定的合理性和可行性,且具有较高的工程应用价值。

温度控制系统时滞对象的先进PID控制方法研究

滞后问题在工业过程控制中普遍存在,为使温控系统时滞控制获得较好的控制效果,选取反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络两种先进PID控制算法整定控制参数.运用Matlab软件对控制算法进行仿真并对比分析算法的控制效果,为系统控制算法选取及模块开发提供参考.

基于AMEsim/Simulink的工业蝶阀电液伺服控制系统的仿真分析

工业蝶阀在开启过程中的开启角度与流量呈非线性关系,其电液伺服系统难以建立精确的数学模型.论文以工业蝶阀为研究对象,建立蝶阀电液伺服系统,并设计出PID控制器与模糊PID控制器.分别在AMEsim和Matlab/Simulink中建立了液压系统与控制系统模型,利用联合仿真技术,对控制系统的控制效果进行对比分析.结果表明,模糊PID控制策略的仿真曲线与目标曲线更吻合,具有更好的控制效果.

基于“互联网+”的《工程制图》课程CAD上机实验教学研究与实践

以"互联网+"技术应用为基础,对《工程制图》课程的CAD上机实验教学模式,提出利用信息通信技术及互联网平台开展教学活动的改革思路。按教育教学理论方法和学生学习认知规律,建设与组织网络开放课程平台的教学模块,通过二维码技术将网络开放课程、教材和实体教学课程实验有机融合,以二维码教材为媒介对学生的实验过程进行即时在线帮助。实践表明,改革激发了学生自主学习热情,提高了教学和学生学习效率。

电阻点焊的控制系统设计与应用

方矩管生产最后环节需要将成品按规格数量集中,并通过打包带包装成捆。原打包带接头采用人工焊接,焊接完成后将成捆产品通过吊装入库,因此打包带的焊接质量和效率直接影响产品转运的安全性和生产节拍。为提高方矩管打包过程的自动化程度,设计了应用于方矩管打包带接头的电阻点焊自动控制系统。系统硬件主要采用PLC、伺服控制器和电阻焊机,软件采用工控软件实现。通过理论计算和调试得到满足打包带接头焊接需求的最佳焊接参数和运行参数,经过对焊接质量的可靠性测试分析,焊接打包带能够满足成捆产品转运负荷要求。该系统在原有半自动打包机的基础上实现了方矩管的全自动打包,组态软件运行状态良好,节省了人力成本,提高了方矩管打包的效率,焊接质量稳定,焊接方式更加环保。

星载天线支撑桁架的结构设计、模型研制及实验

制备能可靠收展的高收纳比、动力学性能优良的支撑结构是大型星载天线技术发展的关键需求之一。针对环形天线反射器的支撑结构提出改进方案,通过设计支撑桁架的接头结构使其适用于多种单胞数目,为环形天线支撑桁架的地面动力学实验提供便利。首先对支撑桁架进行三维建模及运动仿真,验证方案的可行性,然后分别研制出了可展桁架实物模型,最后进行了支撑结构展开实验,验证了可展支撑桁架结构设计的可行性。

基于MATLAB的多功能护理床起背机构优化设计及仿真

针对现在多功能护理床起背过程中存在摩擦皮肤、人容易滑落、腰部存在支撑盲区等问题,基于人机工程学,设计了一种八杆单自由度起背机构,并构建了该系统运动学模型。将起背机构拆分为三部分,借助MATLAB对各部分逐个优化设计,并以优化前和优化后两组机构参数值为基础,分别进行了机构整体的运动学仿真,对比结果显示,优化后机构的运动性能更佳,证明了优化方法的正确性。

机械手爪设计仿真

设计了模拟ROV水下机械手爪的机械结构,阐述其工作原理并针对设计要求中手爪夹合力的大小进行电机选型.用Solid Works软件对其进行三维建模,然后导入到Adams软件中对手爪开合机构进行动力学仿真分析,仿真结果表明,机械手爪开合运行平稳,输出夹合力符合理论值要求,电机选型成功.

非融合人工椎体疲劳实验与有限元仿真

研究一种新型非融合人工椎体(AVB)的疲劳寿命,为投入临床应用提供参考.利用AVB样件进行疲劳试验,采用500万次2 Hz 0.3 k N的正弦轴向压力对其进行疲劳实验,观察其疲劳特性,实验前后清洗AVB,用电子称来检测其机械磨损量,在Workbench中对人工椎体模型进行受力分析与疲劳分析,然后将仿真结果与实验结果对比.结果显示:由钛合金与医用硅胶组装而成的AVB的结构合理,在200~300万次疲劳试验后,力学性能趋于稳定,500万次疲劳试验后,没有出现裂纹破坏等失效,机械磨损量小,应力远低于其屈服强度;有限元仿真显示其有较高的疲劳寿命.研究认为,此非融合AVB结构合理,能够满足长期植入人体的设计要求.

可重构机械臂构型自适应控制研究

针对可重构机械臂系统存在的不确定性及不同构型下的轨迹跟踪问题,提出了径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络鲁棒自适应补偿控制算法。设计了RBF神经网络补偿控制器自适应逼近补偿系统存在的未知项;为减小控制器逼近误差及适应构型变化时的鲁棒性,在控制律中引入了鲁棒项;基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计了构型自适应调节律和鲁棒项并证明了闭环控制系统的稳定性。最后,以两种典型的可重构机械臂构型进行研究,结果表明所提算法能够适应系统构型的改变,同时有效地补偿系统存在的不确定性。

基于粒子群算法的工业机器人智能打磨轨迹问题研究

打磨机器人目前在生产的应用越来越广泛,特别是汽车零件生产当中.由于它高度重复性,所以合理的加工轨迹规划能够提高生产效率.但是在实际生产中,还需要考虑刀具的磨损和避障所以为了在满足打磨工艺要求的前提下提高工业机器人的轨迹质量,提出了一种基于粒子群算法的打磨系统.通过视觉系统对焊接工件进行图像采集,导入数据库进行分析得出打磨工艺决策并建立适应度函数.应用粒子群优化算法(PSO),对多目标进行优化,使得整个打磨轨迹满足时间短、轨迹平滑、具有较好的避障性且能满足打磨工艺要求.

多功能护理床起背机构创新设计及运动分析

针对现在多功能护理床起背过程中存在摩擦皮肤、病人容易滑落、腰部存在支撑盲区等问题,基于人机工程学原理,设计了一种八杆单自由度起背机构,并构建了该系统运动学模型.通过参考座椅的人机工程学尺寸,选取和确定了机构完整的参数,并以此为依据,分别进行了MATLAB数值仿真和ADAMS虚拟样机的仿真,得到了各板的运动曲线图,通过比较验证了运动学模型构建的正确性;并且各板运动曲线光滑平缓,无速度、加速度突变,证明了起背机构设计的合理性.该研究可为多功能护理床的研发提供参考.

多源复合式供热系统多目标优化控制策略研究

近年来,太阳能与热泵技术相结合的应用日益普及.本文以太阳能集热系统、空气源热泵以及电锅炉为供热源组成的复合式供热系统为研究对象,通过建立复合系统多目标优化模型,结合其运行特点和控制理论,应用改进的多目标人工蜂群算法对多源复合式供热系统的运行参数进行优化,并提出多目标优化控制策略.结果表明,优化后的控制策略大幅提升了该系统的整体性能,所得能效比提高了约12%,明显优于传统的单一最优解优化结果,为多源复合式供热系统的推广使用提供了可能.

海管喷砂系统中回收动力系统的设计与研制

为改善喷砂作业环境,降低室内外空气污染,设计研制了一套自动喷砂配套装备,提高了工作稳定性,降低了工人的劳动强度.本文先介绍了砂尘回收系统的整体方案,针对其回收动力系统进行了设计研制,包括真空源、电动机和消声器的设计与选型,还设计了动力系统的减震底座.经试用,本动力系统能够为整个砂尘回收系统提供良好的真空环境,保证了喷砂系统的高效运行.

低强度脉冲超声对骨陷窝-骨小管系统的微观影响研究

目的:研究低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对骨陷窝-骨小管系统(lacunar-canalicular system,LCS)的微观影响。方法:选取骨组织中的3个连续的骨细胞,采用SolidWorks软件建立LCS模型,再将LCS模型导入有限元分析软件COMSOL中。在LCS模型顶部进行LIPUS照射,分析不同条件下LCS模型的声场和热场分布。结果:超声照射LCS模型后,距离超声入射面越远,声场声压越小,且模型内部的声压分布具有左右对称性;LCS模型内部的声场声压会随着激励声压的增强而增大;越接近超声聚焦区域,温度等值线越密集。结论:该研究揭示了微观角度下LCS内声场和热场的分布规律,为LIPUS实验和治疗提供了理论参考。