基于视觉伺服的自动对接技术研究

针对大型零部件移动挂载作业需求,构建了采用视觉伺服技术的自动对接平台。首先,基于双目相机深度感知功能设计了视觉伺服控制方法,提出了存在外界干扰时的视觉伺服终止判定依据。然后,建立了并联机构运动控制模型,通过坐标变换方法与积分思想实现了双目相机伺服控制速度与并联机构位置控制量的转换。最后,通过实验验证了所研发的自动对接平台对接精度高,抗干扰能力强,能有效满足移动挂载作业需求。

GH4169外螺纹滚压工艺参数的有限元仿真研究

外螺纹滚压质量与滚压工艺参数息息相关。利用ABAQUS软件建立GH4169高温合金棒外螺纹滚压过程有限元模型,并通过能量法、成型螺纹形貌及最大径向力实验和仿真进行模型验证;基于单因素法获得工艺参数对工件表面应力应变、滚丝轮最大扭矩及最大径向力的影响规律。结果表明:有限元模型有效;滚丝轮转速越快,工件表面最大等效应变和滚丝轮最大扭矩越大,最大径向力越小;进给速度越快,工件最大等效应变和滚丝轮最大径向力先短暂增加后逐步减小,最大扭矩逐渐增大;径向进给量越大,工件最大塑性应变、滚丝轮最大扭矩及最大径向力均越大。

经典理论力学摩擦力、压杆及转动方程研究

基于前期对摩擦力分类、压杆失效定义及绕动点转动矢量方程的推导结果,针对机械动力学所涉及的摩擦力、压杆、刚体转动方程进行了较深入的研究。基于滚动摩擦属于静摩擦的定义,通过分析4个摩擦力模型,提出摩擦单独指干摩擦,与之相伴的阻尼力、空吸力、接触面微峰弹性力等必须单独建模的理论。基于失效与失稳的区别,提出了压杆的纺锤形杯座理想结构。基于刚体绕动点转动矢量方程的理论推导,给出了平面机构连杆绕动点转动的力矩平衡方程,该方程是空间方程在平面中的应用形式。最后提出了该方程在机械领域的两个研究方向。

基于ZigBee的智能配电变压器重过载监测方法

为准确监测智能配电变压器是否存在重过载问题,提出基于ZigBee的智能配电变压器重过载监测方法。构建基于ZigBee网络的智能配电变压器负荷监测模型,模型中使用ZigBee网络作为通信网络,获取负荷信号,实现重过载持续监测,并通过混合路由算法实现ZigBee网络能耗均衡;针对所获取的负荷信号,通过经验模态分解方法,挖掘负荷信号的数据特征,将此特征作为基于BP神经网络的配电变压器重过载识别方法的识别样本,实现智能配电变压器重过载监测。实验结果表明,该方法可以准确监测智能配电变压器是否存在重过载问题,且ZigBee网络的寿命较长。

爬壁机器人脚爪的设计与分析

针对自然界广泛存在的粗糙壁面应用环境以及现有爬壁机器人抓附结构存在的不足,提出密集阵爪刺式脚爪。对影响密集阵爪刺式脚爪在壁面上抓附性能的各关键参数进行分析与建模,计算出各设计参数的最优值。通过对具有不同设计参数值的脚爪在壁面上所能承受的最大载荷进行对比实验,验证了对于脚爪关键设计参数所建数学模型的正确性及脚爪各设计参数最佳值的准确性。根据实际情况确定各设计参数值,并完成脚爪的制作,进而测定其在抓附壁面的过程中所能承受的最大载荷。结果表明:此脚爪所能承受的最大载荷超过400 g。

颗粒炉温度场特性及优化研究

为研究某型号颗粒炉内部温度场特性,通过Fluent软件对木质颗粒燃料的燃烧、传热过程进行仿真分析,综合考虑了热传导、对流和辐射效应,并对比分析了数值模拟和试验测试结果,验证了模型的有效性。综合数值模拟和试验测试结果,探究造成烤架平面温度分布不均匀以及局部热堆积现象的原因,并通过优化导油板、挡火板、炉膛及风扇位置等结构,研发了一款新型颗粒炉,进一步提高了颗粒炉烤架平面热效率和温度分布均匀性。

基于仿真的民用飞机预冷器温度特性试验方案分析

为提供预冷器核心体试验所需要的均匀流,提出了板孔结构加过渡直段的试验方案,并基于仿真分析确认了试验方案的整流效果。为尽可能有效地捕获预冷器出口温度特性,采用优化的试验方案,通过仿真确认其测温有效性,有力地支持了实际的预冷器温度特性试验。

基于DDPG的机械臂避障轨迹序列模式挖掘仿真

提出一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法与人工势场法相融合的机械臂避障轨迹序列模式挖掘方法。首先,对基于DDPG算法的机械臂避障轨迹规划模型进行创建与训练;其次,在人工势场法的应用下执行对DDPG算法下动作选择策略的干预任务;最后,基于仿真环境对算法性能进行相应的验证。仿真结果表明:机械臂能够按照算法规划的避障轨迹进行运动,在整个运动过程中,可以较好地保证运动平稳性,并且不会和障碍物发生碰撞,意味着提出的机械臂避障轨迹序列模式挖掘方法能够在一个较短的时间内确定一条与机械臂运动要求相符合的、能够避开障碍物的路径,不仅如此,路径的挖掘精度也较高。

滚珠丝杠副扭转接触刚度理论建模与试验研究

为了分析滚珠丝杠副扭转接触刚度,首先基于切向滑移理论,对滚珠与滚道接触区域进行受力变形分析,建立了滚珠丝杠副扭转接触刚度模型。其次研制滚珠丝杠副扭转刚性试验台,在轴向加载下,通过角位移-扭矩曲线获得了扭转接触刚度。最后对DKF4016型滚珠丝杠副进行了多次测试。结果表明:在加载过程中,扭转接触刚度随扭矩呈指数关系变化,理论值与实测值最大相对误差为5.24%,验证了理论模型的正确性。

摩擦力矩优化的滚珠丝杠副可靠性增长试验研究

为了完善滚珠丝杠副可靠性增长体系,根据滚珠丝杠副磨损与摩擦力矩的相关性,分析摩擦力矩变动量对可靠性的影响,基于滚珠丝杠副小批量生产且运行故障少的情况建立小样本可靠性增长评估计算模型。提出一种滚珠丝杠副可靠性增长试验方法,对摩擦力矩优化前后不同厂家的国产滚珠丝杠副进行可靠性增长试验研究。结果表明,减小摩擦力矩变动量促使滚珠丝杠副MTBF(平均故障间隔时间)得到明显提升;同时,对比预紧力以及行程误差退化速率发现,摩擦力矩变动量越小,磨损速率越慢,进而验证了可靠性增长试验中控制摩擦力矩变动量的必要性。

基于ANSYS的软柱塞抽油泵密封性能研究

针对高含砂井金属柱塞抽油泵存在的磨损问题,设计了一种密封材料为聚醚醚酮的软柱塞抽油泵。利用ANSYS软件对软柱塞抽油泵的关键部件密封胶筒进行了数值模拟,分析在不同压差下的胶筒接触应力和密封性能,研究了不同结构参数对接触应力的影响。结果表明:设计的软柱塞抽油泵具有良好的密封性能;胶筒长度主要影响接触密封段长度,胶筒厚度主要影响胶筒肩部应力,胶筒肩部夹角对密封段长度有一定影响。

基于离散元的小半径曲线有砟道床横向阻力特性及加强措施研究

为科学开展曲线段铁路无缝线路运、维、养工作,深入分析了曲线段有砟道床的横向阻力特性。建立了直线段和曲线段有砟道床离散元模型,对比研究了不同曲线半径、列车不同过弯速度下的道床横向阻力变化规律。结果表明:曲线段道床的横向阻力显著低于直线段;有车过弯时道床的横向阻力显著增大,与无车时相比横向阻力增大约162.3%。提出了加强道床稳定性措施,采用砟肩堆高、土工格栅包裹砟肩等均能增大道床的横向阻力,土工格栅加强措施的效果更好。

电力信息化系统时间同步技术研究与分析

为解决电力信息化系统的显示模块运行不同步的问题,提升电力信息化系统模块工作的同步性,研究与分析了全新的电力信息化系统时间同步技术。首先通过提取影响电力信息化系统不同步的因素,确定晶振脉冲信号之间存在较大的时间差异;其次通过补偿晶振优化时间同步误差,基于双向时间同步法设置时间同步方案;再次用实验证明所提时间同步技术满足系统同步报文通信要求;最后从对比实验可知,使用文中所提技术的电力信息化系统的主时钟与从时钟之间的信号相位差在300 ns左右,与两种传统时间同步方法相比,时间同步效果分别提升了近2.67倍和2.00倍。可见新的时间同步技术,更能满足电力信息化系统的使用要求。

切削加工残余应力对GH4169高温合金小裂纹尖端力学特性研究

航空发动机热端部件常采用GH4169高温合金,该材料是具有良好力学性能的难加工材料。采用ABAQUS数值模拟法分析铣削加工后GH4169高温合金工件表面残余应力分布情况,研究其对工件表面小裂纹扩展行为的影响。结果表明,加工残余应力使得已加工表面近距离处小裂纹裂尖应力应变场强度明显增大,扩展“动力”增强;裂纹长度增大至一定值时,残余应力会削弱裂尖附近应力应变场强度,减缓裂纹扩展速率;当外载荷明显大于加工残余应力时,残余应力对裂尖场强度影响减弱,对裂尖远端应力场分布影响明显。

基于分形插值的轨压曲线拟合方法

针对高压共轨系统实验中轨压曲线连续缺失与异常问题,使用一种分形插值方法拟合轨压曲线。通过对比分形插值曲线与原始曲线的EMD(地球搬运距离)值,获得最佳的垂直比例因子值,并将分形插值法与Lagrange插值法和三次样条插值法进行对比。结果显示,相比其他插值方法,分形插值法能更精确地还原轨压信号的整体变化趋势与局部波动特征,并且拥有更高的精度。在对轨压曲线进行插值时,分形插值曲线的EMD分别比Lagrange插值曲线和三次样条插值曲线减小了65.3%和50.3%,证明了分形插值法更适合波动强烈的轨压曲线的插值。

风电机组扭矩限制器损坏故障原因分析

简要介绍了扭矩限制器的结构和工作原理。从风力发电机组现场故障数据分析入手,排查分析了扭矩限制器损坏的原因。通过排查,发现扭矩限制器结构设计存在缺陷,摩擦片受到的预紧力不能及时补偿,导致打滑的发生,根据理论分析结果,提出改进方案,然后对改进方案进行理论计算,最后通过对比试验,证明改进方案的有效性、理论分析与推导的正确性。

低场核磁共振信号采集与处理方法研究进展

低场核磁共振检测因其具有检测速度快、需样品量少且无损的特点,近年来受到了广泛关注,目前低场核磁共振检测尤其是脉冲技术的发展尚未形成体系。以低场核磁共振现有脉冲技术及NMR数据算法的发展为主线,介绍了低场核磁共振常用脉冲序列的结构和应用情况,以及NMR降噪、反演算法,并简要介绍了当前低场核磁检测在一些领域的应用情况。

基于卷积神经网络的环状CFRP图像缺陷检测研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)广泛应用在航空航天等领域中,其内部缺陷易引发灾难性的事故,X射线成像是CFRP缺陷检测的常用手段。为了有效减少图像背景对环状CFRP X射线图像缺陷检测性能的影响,提出了一种结合LeNet-5卷积神经网络和图像变换的环状CFRP图像缺陷检测新方法。首先对环状CFRP的X射线图像进行极坐标变换,然后提取变换图像中的感兴趣区域并对其进行分块构成LeNet-5网络训练和测试的数据集,最后根据图像块的二分类结果得到缺陷的局部区域,实现缺陷检测。实验结果表明,所提方法能显著提高缺陷检测性能,与利用原始图像对LeNet-5进行训练相比,该方法使得缺陷检测的召回率、查准率和F1值分别提高了11.02%、38.60%和25.02%。

一种存储直读一体式声波变密度测井仪的设计

针对传统的声波变密度测井仪模式单一、功耗大、稳定性较差等问题,设计了一种存储直读一体式声波变密度测井仪,介绍了测井仪的地面系统和井下仪器的具体构成,分析了测井仪的两种工作模式——存储模式与直读模式,并进行了仿真实验。实验结果表明:设计的测井仪功耗较低,在175℃高温下能稳定工作,遥传通信速率高,测井仪有较高稳定性和可靠性。该设计方案为石油测井仪器的改进设计提供了一定的技术支持。

一种CuZr合金锭压缩断裂行为的研究

综合运用X射线衍射、光学显微、扫描电镜、能谱分析等技术,系统地研究了一种铜锆合金(Cu_(47.2)Zr_(47.2)Cr_(0.6)Al_(5))合金锭经铜模快速冷凝后的压缩断裂行为。研究发现,该样品在压缩试验中发生的断裂为典型的脆性断裂,断裂起源于枝晶与含铝共晶相之间的晶界处。