针对V形槽顶端的泊松毛刺会影响其光学性能的问题。基于商业有限元软件AdvantEdge建立V形槽微细切削的毛刺形成模型,从切削过程中切屑的形态变化来分析泊松毛刺的形成规律,通过研究刀尖夹角以及切削深度对切屑形态的影响,从而研究其对泊松毛刺尺寸的影响。仿真结果表明,刀尖夹角和切削深度的改变均会引起切屑厚度的变化,从而影响泊松毛刺的形成。通过减小切削深度或增大刀尖夹角,均有利于降低切屑厚度,从而达到减小泊松毛刺尺寸的目的。

广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)和概率神经网络(Probabilistic Neural Network,PNN)都是基于径向基函数的神经网络类型。广义回归神经网络通常用来实现函数逼近,而概率神经网络主要用于模式分类问题的研究。两者在机械设备故障诊断中均有广泛的应用。根据两种神经网络原理建立模型,对比分析广义回归神经网络和概率神经网络在旋转机械设备故障类型识别方面的优缺点。结果显示,两种神经网络在故障类型识别方面均取得了不错的效果,而概率神经网络相比广义回归神经网络而言,能应用更少的特征得到正确的结果。同时,将这两种神经网络得到的结果同BP神经网络和RBF神经网络得到的结果相比,发现GRNN神经网络和PNN神经网络具有更高的准确率和鲁棒性。

为了提高现代制造业的可靠性和效率,根据轴承剩余使用寿命预测(RUL),提出了一种基于联想神经网络的轴承剩余寿命预测模型。该模型在17个轴承数据集上随机选出4个轴承的数据作为模型的验证集,剩下的13个轴承数据来训练集,并采用5折交叉验证将这13个轴承数据划分为训练集和测试集。在训练神经网络时,采用了学习率衰减机制,并对比学习率衰减机制与固定学习率的差异。试验结果表明,该模型相比LASSO、随机森林回归(RFR)、支持向量回归(SVR)、深度学习等方法在RMSE和MAE两个方面具有明显的提高。

螺栓在预紧过程中因受到拉力和扭矩的共同作用而始终处于复杂的多轴应力状态下,因此,在有限元软件中准确地进行螺栓的预紧仿真,对于分析含螺栓结构的强度及可靠性十分重要。基于ANSYS软件,提出转角法预紧螺栓的方式,即固定螺母并在螺栓头施加一定转角,可真实模拟螺栓的预紧过程。与预紧单元法相比,转角法不但能得到准确的轴向拉应力,还能得到准确的切应力,应力仿真结果与理论计算值的误差均在3%以内。转角法预紧能够准确模拟螺栓在预紧过程受到的拉扭复合应力作用的状态,为准确分析螺栓杆受力、螺纹表面应力应变分布提供了一定借鉴意义。

为了翻卸不解列铁路敞车,对原有设备进行改造,设计了一种新型的“O”型不解列双车翻车机。运用ANSYS有限元分析软件,建立转子钢结构有限元模型。选取4种计算工况,计算应力分布情况,并进行静强度校核。根据有限元计算结果,优化转子钢结构,减轻整机质量。

随着技术的不断发展,人已成为现代物流中不可或缺的一部分。机器人的动力学分析,对提高机器人动力学性能,改善其工作效率至关重要码垛机器。针对铝锭连铸生产线上的4自由度码垛机器人,首先对柔性关节模型进行描述并通过图论法分析其结构,给出了确定其准确的结构模型的方法。其次从Hamilton原理出发推导动力学方程,通过龙格-库塔法对动力学方程求解。结果表明,在大负载、高速的工作状态下其小臂关节的变形对码垛机器人的末端精度将产生重大的影响,载荷的冲击是造成关节变形的主要因素。

针对列车高速通过车站时,站台门在列车气动载荷的作用下产生结构变形,且难以在运营线路上进行实时监测的问题。提出了计算流体力学、有限分析和线路试验相结合的分析方法。首先,采用计算流体力学仿真求解出列车过站风压;然后,通过模拟过列车过站时的气动载荷,进行站台门结构变形的有限元分析;最终,在站台门结构上表面选择11个测点粘贴应变片,在列车180km、200km/h高速运行的线路上进行试验验证。通过对比试验与仿真数据可知各测点有限元分析值和试验值应力变化趋势基本一致,且最大的标准差控制在0.38内,从而验证了高铁站台门有限元模型加载方法的可行性,为进一步研究站台门在高速铁路中的应用提供依据。

利用有限元软件COMSOL建立了有限长周期性局域共振结构的仿真模型,并分析了结构和材料参数变化对于其声学性能的影响。首先,通过与已有文献中基于集中质量法的结果对比,验证了基于有限元法的周期性局域共振单元带隙图的准确性;然后,分析了在不同厚度,空腔存在,损耗因子等参数变化对于有限长二维三组元局域共振结构声学性能的影响。结果表明(1)对于在带隙频率范围内的平面波,有限长局域共振结构仍能反射绝大部分声能量;(2)随着晶胞个数的增加,有限长局域共振结构的反射系数峰值范围会越来越接近无限大周期结构带隙频率范围;(3)空腔的存在和损耗因子的变化会改变原有结构的共振特性,从而影响了结构的声学性能。

针对高阶柔性直线结构的系统,设计了将CMAC小脑模型神经网络与鲁棒H∞控制相结合的复合跟踪控制。通过将跟踪控制问题转化为标准的鲁棒H∞控制,可以方便的利用线性矩阵不等式工具箱求解鲁棒控制器。之后,将设计的鲁棒H∞控制器与CMAC小脑模型神经网络结合,应用于高阶柔性直线结构系统。实验结果表明,应用设计的复合控制器,柔性直线系统中的小车具有较快的响应速度和良好的跟踪精度,并且对于输入端扰动也具有较强的抗干扰能力。

采用有限元分析软件ANSYS Workbench,对旋风分离器顶部平盖受力进行研究,分析比较了无筋板与设置三角形筋板和矩形筋板的应力分布和变形特征,通过线处理法对应力进行均匀化和当量线性化处理,依据标准JB 4732—1995进行应力分析与强度评定。分析结果表明设置筋板后平盖的应力集中程度和变形量显著降低;在筋板厚度和面积相同的前提下,以矩形筋板和三角形筋板为例,改变筋板形状能将筋板等效应力降低27%、变形量降低35%,同时能降低薄膜应力和一次加二次应力,有效提高平盖的安全性,可为平盖设计提供参考和依据。