2015, 43(12):1-16. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.001
摘要:随着精密与超精密加工技术的不断发展和成熟,将振动辅助切削技术应用到精密与超精密加工中去已成为发展的一个必然趋势。结合国内外研究人员的研究成果,介绍了超声振动辅助切削技术的基本原理,综述了超声振动辅助切削技术的优势以及研究现状。
2015, 43(12):17-20. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.002
摘要:根据动态节流元件流量计的工作过程,在雷诺数保持不变时流动是稳定的,改变流量压降可测得流量计局部压力损失。基于 Fluent 软件,分析了文丘里管的结构参数对压降的影响,并根据供热系统的实际情况选择了一组元件匹配合理的文丘里管参数。流量计样机完成后,通过使用二进制流量校准平台测试动态的节流元件。根据试验结果,优化也能较好地满足实际流动的条件。
2015, 43(12):21-27. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.003
摘要:流量与压降的波动广泛存在于气液两相流中,并且会对设备造成严重的疲劳损伤甚至导致设备失效,因此降低气液两相流中的流量波动与压降差波动是有必要的。首先对中国古书《岭外外答》中记载的一种液压装置进行了理论分析,该装置主要功能是实现稳流效果,并且只有合适的压差才能使其正常工作;利用欧拉方程与伯努利方程对整个装置的流场与工作原理进行了系统的分析,在分析过程中考虑了流体不同流态(层流、湍流、气液两相流等)对模型的影响,并根据建好的模型应用FLUENT软件对流场进行了仿真模拟。在此装置基础上,论证通过对其管径比以及结构的进一步优化以及植入传感模块可设计出一种能应用到气液两相流的稳流装置。
2015, 43(12):28-32. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.004
摘要:叶片的外形设计和翼型的选择是影响风力机性能和产能效率最为核心的技术。提出了一种大型风能发电机组叶片再设计的原理和方法,对叶片模型进行剖析,寻找几何特征,探索制约叶片形状的基本因素,确定叶片截面参数计算公式,利用所开发的叶片翼型自动生成系统,完成了叶片的再设计,并得到了实际应用。结果表明:这种再设计方法满足产品设计需求。
2015, 43(12):33-36. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.005
摘要:针对目前青苔清除工作须耗费大量人力物力、且现有清除工具简单低效的情况,设计出一种半自动化江边青苔清除机。介绍了青苔清除机的结构和工作原理。该设备具有便于使用、节省劳动力、效率高、适用性强等优点,很大程度上解决了现存工具的安全隐患。
2015, 43(12):37-40. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.006
摘要:基于CFD软件平台,利用滑移网格的方法,将液力缓速器定子和转子之间的接合面命名为网格分界面(interface),用它来传递不同子域间的工作液的流动信息。采用了RNG kε 模型和SIMPLEC算法对不同叶片倾角的液力缓速器进行三维数值模拟和分析,得到了缓速器内部流场的压力及速度分布云图,进一步对制动力矩进行比较。结果表明: 叶片倾角在36°到51°的范围里,随着叶片倾角的逐渐增大,制动力矩逐渐增加大;当叶片倾角增大到43°后,制动力矩开始逐渐减小。
2015, 43(12):41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.007
摘要:针对五自由度的飞机表面清洗机械臂,利用Lagrange方程建立了清洗臂的动力学模型,采用Solidworks建立了该清洗臂的实体模型,将其导入到动力学分析软件Adams中生成了虚拟样机,并进行了动力学仿真与分析,由此得出各关节转角和关节力矩的关系曲线,确定了关节所需的输入力矩。这为机械臂的控制、关节驱动形式的确定提供了可靠依据。
2015, 43(12):52-59. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.009
摘要:薄壁管弯曲成形过程中芯棒对弯管的成形质量影响较大,芯棒形式的选取是否合理直接关系着管件成形质量的优劣。采用有限元平台ABAQUS/Explicit建立不锈钢管三维仿真模型,讨论了圆柱式、圆头式、弧式、球窝式和圆头球窝式5种形式的芯棒对弯管成形质量的影响,并对球窝式芯棒进行了实验验证。结果表明:在球窝式和圆头球窝式等关节式芯棒的支撑下弯曲管件的外壁减薄率比圆柱式、圆头式以及弧式芯棒等整体式芯棒高;弧式芯棒较有利于减轻管件弯曲后外壁减薄情况;球窝式芯棒有利于获得综合性能更好的成形管件;有限元仿真模型能够较可靠地模拟实际数控弯曲成形,为生产加工芯棒的选取提供了理论指导。
2015, 43(12):60-64. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.010
摘要:针对传统PID神经网络不能实时有效地控制非线性多变量系统的问题,设计了一种新型多变量自适应PID神经网络控制器。该控制器的隐含层带有输出反馈和激活反馈,实现了比例、微分和积分功能。利用一种基于解空间划分的改进粒子群算法对控制器参数进行优化,消除了初始值对控制器准确性的影响,并将控制器应用于并联机构控制中。由仿真结果可知:控制器控制精度高,鲁棒性和自适应性较强。这一研究为并联机构的精准控制和优化设计提供了理论基础。
2015, 43(12):65-70. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.011
摘要:根据各类齿轮不同齿轮模数、形状及其淬硬层深度、硬度、显微组织,热处理畸变要求的应用范围,比较高频、中频感应淬火、双频、SDF同步双频感应淬火工艺的优缺点及其应用范围。
2015, 43(12):71-76. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.012
摘要:针对圆柱齿轮传动过程中的振动、噪声及径向综合偏差难以快速检测的问题,应用了经典的双面啮合齿轮测量机理,设计出了一种适应于生产现场的圆柱齿轮制造精度误差快速检测的综合滚动检查机。生产现场的100个同规格圆柱齿轮经由以上分析方法进行了相关实验,并将传动过程中产生的振动、噪声及径向综合偏差在MATLAB平台下输出曲线图。最后,精确检测出轮齿表面制造误差及缺陷,实现了出厂齿轮快速分拣动作,为工厂快速评定齿轮传动质量优劣提供了一种行之有效的测量方法。
2015, 43(12):77-81. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.013
摘要:仿生摩擦学研究表明在刀具表面置入微织构纹理可以改善外圆车刀在切削时的摩擦状况,但是置入的微织构纹理会对刀具的结构强度产生一定的影响。针对微坑织构、凸包织构和条纹织构纹理进行了刀具的建模并利用ANSYS/Workbench对不同微织构纹理刀具进行有限元分析。结果表明:在微织构的深度、间距尺寸一致的情况下,微坑织构纹理对刀具的应力影响程度较大,条纹织构纹理的影响程度较小,3种织构纹理对刀具的变形影响相差不大,综合比较条纹织构对刀具强度影响较小。
2015, 43(12):82-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.014
摘要:等离子体具有优异的导电性能,利用等离子体作为电磁能量传导介质的等离子天线相比于普通的金属天线,具有隐身性好、体积更小、重量更轻、可动态重构等特性。采用MATLAB数值仿真模拟研究了天线的辐射场问题。结果表明:随着天线长度、密度等参数的不同,其电流分布图、辐射方向图都会发生相应的变化,也就是说其辐射方向具有可控性。
2015, 43(12):88-94. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.015
摘要:以某车麦弗逊悬架控制臂橡胶衬套为研究对象,建立了基于橡胶衬套超-粘弹性本构模型的有限元仿真模型,并将动态特性仿真结果与试验数据进行对比;利用动态特性试验数据,采用仿真软件识别得到与橡胶衬套匹配度较高的频域粘弹性本构模型参数;结合非线性有限元软件分析得到橡胶衬套动态特性迟滞回线和阻尼角信息,完成橡胶衬套动态参数识别。
2015, 43(12):95-99. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.016
摘要:传统机床的数控化改造已成为各个工厂对传统机床应用的最佳选择,针对CA6140普通车床,提出数控改造整体方案,做出了硬件选型。为了适应数控系统,对车床进行了结构设计分析,本方案应用在CA6140车床上切实可行,具有一定的指导意义。
2015, 43(12):100-104. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.017
摘要:直线电机直接驱动的冲压机床具有“零传动”、无机械磨损、响应快、结构简单等特点,是精密冲压机床的重要发展方向之一。在设计直线电机驱动的冲压机床结构的基础上,利用ADAMS软件对简化后的冲床的工作过程进行了动力学仿真分析,得到了运动部件位移时间、速度时间、加速度时间及冲压力时间等曲线,其结果均与设计要求吻合;然后利用HyperMesh有限元软件分析了冲床直接承载部件模架的刚度,通过分析可知:设计的模架结构满足刚度使用要求;最后设计了冲压机床的控制系统。
2015, 43(12):105-109. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.018
摘要:以一种可实现末端运动平台平动且具有较小运动惯量的平面二自由度并联机器人机构为研究对象,分析其承载能力性能。与传统的分析和优化设计方法不同,综合考虑机器人机构的几何尺寸和运动变量的变化范围,作为机器人机构的运动学参数,利用空间模型理论,建立了机器人机构的设计空间。在设计空间内计算机器人机构的承载能力性能指标并绘制了相应的承载能力性能图谱,并探讨了机构承载能力性能指标与运动学参数之间的关系。这些图谱为设计者评价该机器人机构的承载能力性能和选择优化的运动学参数提供了帮助。提出的新方法也为以移动副为驱动的平面并联机器人分析与优化设计提供了一种有效的新途径。
2015, 43(12):110-115. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.019
摘要:利用空间包络曲面的共轭原理建立了圆柱分度凸轮的数学模型,使用Pro/E三维软件的参数化建模功能对特定的圆柱分度凸轮进行设计和精确建模,建立了圆柱分度凸轮机构虚拟样机模型,使用ADAMS软件对其进行动力学和运动学仿真分析。仿真结果表明:该机构模型建立的正确性,得到了具有实际应用价值的结论,对圆柱分度凸轮机构的设计、加工、安装起到了一定的指导作用。
2015, 43(12):116-119. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.020
摘要:针对经典模糊控制策略和PID控制策略各自的优点和缺点,建立了一种FuzzyPID自适应切换的混合控制系统,在控制过程中,将PID线性控制器通过控制的权重与模糊控制器并行结合,在偏离稳定的工作点较远的区域会以具有优势的模糊控制为主,在稳定的工作点附近位置则会主要使用静态性能好的PID线性控制。并针对FuzzyPID的混合控制系统中经常采用的阈值切换和单模糊子集进行模糊切换的缺点,提出一种利用模糊权重控制器进行的切换,应用结果表明:该模糊权重切换下的混合控制性能有所改善和提高。
2015, 43(12):120-124. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.021
摘要:制动器的设计与选型是桥式起重机生产过程的重要环节,制动器的位置与布局关系起重机的运行平稳与安全。以10 t桥式起重机为设计对象,对起升机构进行动力学分析,建立了数学模型,计算了数学模型所需的转动惯量;并对制动器不同布置方案进行了计算与仿真,利用Matlab软件得到了制动器制动的最大力矩,分析得出了制动器设计的最优方案。
2015, 43(12):125-130. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.022
摘要:为了解决现有顺序功能图无法灵活地表达自动循环与手动操作之间的工作状态转换问题,以液压动力滑台典型工作步骤为研究对象,提出了增设状态变量并插入微小分支回路的方法来保存两种状态之间的动态存储器变化过程。研究表明:重新设计后的顺序功能图与梯形图之间呈现出了更为严格的映射关系。通过图论建模发现,模型重构后连通图的最大流数量比之前有所增加,但是仍然符合图的封闭性原则,从而维持了控制系统的稳定性。通过现场观察梯形图的运行过程,控制程序在两种状态之间实现了断点无扰动切换,验证了新算法的正确性与可靠性。
2015, 43(12):131-135. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.023
摘要:针对现有焦炉温度有线测量方式成本高、接线复杂的问题,超低功耗的焦炉温度测量无线传感器网络将无线传感器网络技术应用于焦炉的温度测量,采用适合现场环境的物理层、数据链路层、网络层、应用层协议和基于地理位置的路由协议构成MESH结构自组织网络,并采用超低功耗运行方式。该系统具有成本低、使用灵活、温度数据测量准确、使用寿命长等优点,具有广阔的应用前景。
2015, 43(12):136-139. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.024
摘要:数控机床主轴系统是数控机床的关键子系统,其故障较多,而每次故障现象又比较单一,因此,单纯通过故障现象往往不能作为故障诊断和排除的依据。应用FMECA分析方法,分析数控机床主轴系统各组成部分的故障模式及故障原因,并进一步计算各组成部分的危害程度,得到的危害程度为制定设备维修策略提供了参考。
2015, 43(12):140-145. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.025
摘要:针对机电产品种类繁多难于对不合格产品进行质量追溯,设计了一类基于OPC的机电产品质量追溯系统。指出了产品质量追溯的复杂性与技术难点,讨论了OPC的技术规范、技术本质、数据交换原理与数据访问接口,研究了产品质量追溯系统框架,设计了一个基于OPC的机电产品质量追溯系统。以监控软件系统互连为例,搭建系统验证了基于OPC的异构系统无缝集成可克服由于设备多样性与驱动程序不兼容性导致的信息孤岛难题。实践表明:基于OPC的质量追溯系统具有广泛的应用前景。
2015, 43(12):146-152. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2015.12.026
摘要:以一种花型的家用服务性机器人的结构运动为研究对象,用硅胶作为花的根部材料,并在其中采用弹簧式的记忆合金作为驱动器,以线圈式SMA作为花瓣和叶子的驱动。采用SMA驱动器,设计并制造了花型机器人构造;通过得到根部、花瓣和叶子的运动方程,由dSPACE系统设计和控制驱动了花型机器人。通过实验证明了该系统具有可行性。
版权所有 ©《机床与液压》编辑部 技术支持:北京勤云科技发展有限公司