介绍了极限转速为15000r/min,储能量为600wh的空心飞轮转子的优化设计方法,根据飞轮储能系统设计要求利用三维软件SolidWorks对飞轮模型进行建模与有限元软件ansys workbench进行仿真分析与优化,首先进行初步建模,然后通过改变其模型轮辐曲线找到更优的飞轮形状并提取其轮辐曲线的结构参数,再通过多目标遗传算法对飞轮转子进行优化设计及研究,以飞轮质量更轻,极转动惯量更大以及应力应变更小为约束条件,提取其飞轮结构几何尺寸为设计变量进行优化,得出一种更优的飞轮结构形式。结果表明,优化后得到的飞轮转子形状较原模型相比性能更佳。

珩磨的运动参数一直依靠着加工经验进行选择,这种经验是通过长时间反复实践而得出的,其效率较低、自由度大,为了能够快速的分析和确定运动参数,提出一种将理论仿真与实验加工相结合的方法。首先,以珩磨头作为研究对象,分析轨迹的运动原理,利用MATLAB构建珩磨加工中的三维轨迹,分析珩磨加工中运动参数对于轨迹的影响。其次,以珩磨头上的油石作为研究对象,利用ABAQUS建立珩磨的有限元模型,根据运动参数制定不同的参数方案,将参数方案导入模型之中,仿真分析后计算出珩磨孔圆柱度并进行对比,选出最理想的运动参数方案,并通过实验验证方案的可行性。

以客户反馈的鞍座总成开裂现象为研究背景,首先利用ANSYS软件分析该型号鞍座结构强度和刚度;然后依据ADR标准分析鞍座极限工况下的强度和刚度,以加强筋板厚和宽度为参数进行优化,同时增加竖筋板减载槽结构以进一步改进鞍座结构,提高鞍座整体性能;最后试制改进后结构并通过动态试验进行验证对比,可为后续设计、研究提供有效参考。

为验证某机载雷达机箱焊缝疲劳可靠性,针对典型机载雷达机箱结构,提出了机箱焊缝强度分析方法。首先对机箱结构进行仿真分析,获得机箱整体及焊缝位置随机振动应力响应,采用三区间法对焊缝疲劳寿命进行计算;其次根据仿真结果选取关键点进行应力测量,得到焊缝关键点处应力响应及疲劳寿命,与计算结果能够较好吻合,验证了仿真的准确性;此外还研究了焊缝应力概率密度分布,证实其符合高斯分布;最后对比试验开始与结束时间段内焊缝应力响应,发现随机振动试验前后焊缝应力响应未发生明显变化,证明焊缝无开裂迹象,从而验证了机箱焊缝结构的可靠性。

数控铣床在铣削零件过程中,主轴会受到温度变化影响而发生热变形,导致铣削零件误差较大,从而降低产品精度。对此,采用一阶线性微分方程推导GM(1,1)模型,创建灰色预测模型。将神经网络模型与灰色预测模型进行组合,建立灰色神经网络预测模型。引用粒子群算法,在粒子群算法中增加变异操作和修改惯性权重系数,给出改进粒子群算法优化灰色神经网络预测模型的具体操作步骤。采用实验测试铣床铣削过程中所产生的热误差,并与预测模型进行比较。结果显示在铣床主轴X、Y、Z轴三个方向上,灰色神经网络预测模型对铣床主轴补偿后,得到的残差较大;而改进灰色神经网络预测模型对铣床主轴补偿后,得到的残差相对较小。采用改进粒子群算法优化灰色神经网络预测模型,能够提高铣床主轴铣削精度。

针对无心车床加工时主轴系统的振动导致加工精度不足的问题,该文以无心车床主轴系统为研究对象,考虑了实际加工中存在的棒料s弯问题,建立了主轴系统动力学模型,并在simulink中进行了动力学分析,得到了主轴在径向1(x向),径向2(y向),轴向(z向)振动信号。通过对主轴参数轴承游隙的改变来观察主轴x方向,y方向,z方向振动的变化趋势,以及改变轴套磨损量来观察主轴z方向的振动变化趋势。分析结果表明,主轴在三个方向上的振动z向最大。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,振动实验值与理论值的误差均在5%以内,所得实验结果与模型结果基本一致,z向振动最大,可通过调整主轴参数来提高加工精度,验证了所建立模型的准确性。

为解决平面二次环面蜗杆数控磨床加工中出现形位超差和精度不足的问题,通过研究磨床的整体结构和转台工况确定了扇形静压转台的主体结构方案和设计参数,通过理论计算推导出承载力与位移率和面积比的关系和刚度与压力比与面积比的关系,根据面积比最优计算得到油垫的承载力和刚度,并利用FLUENT软件分别对口字型和工字型油腔结构的油垫进行流体力学仿真分析,证明计算得到的油腔尺寸参数可以使转台产生足够的承载力,满足磨床设计要求,分析了矩形油垫中不同的油腔内部结构,得到口字型油腔结构比工字型油腔结构产生的更大承载能力且承载更均匀,油腔内部无内壁阻隔更适合于静压油腔选型的结论。

面向神经网络的智能测量与加工一体化集成是多学科交叉和综合集成的先进制造技术。五维柔性框架式激光加工机器人系统使智能测量与激光加工一体化得以实现。文章通过神经网络的智能控制研究,从自适应测量所得到的离散点到数据智能化处理,并通过集成分析,对加工轨迹数据的生成进行了研究和加工面重构。为高精复杂产品实现智能测量与加工一体化集成指明了方向,成为一种高新技术迅速发展并构成多学科交叉的知识创新工程新领域。

与传统的整体破碎工艺相比而言,锂离子电池机械化拆解工艺可以在预处理阶段实现电芯和其他部分的分离,降低化学萃取成本,提高贵重金属元素的回收效率,具有重要的研究意义。为此设计了一种可以适应不同型号锂离子电池的切分机构,并提出了将可视为复杂装配下的复合材料的锂离子电池材料模型替代成简单均质的Johnson-Cook本构材料模型的等效替代理论,并通过理论计算、Abaqus仿真以及试验研究的方法进行分析,结果表明所设计的切分机构能够完成锂离子电池的切分,切口和变形情况均满足要求,提出的等效替代理论可以满足切分试验的要求,并得到参数修正后的本构模型方程用于指导切分仿真计算。

针对农用车辆动力换挡系统,设计了一种采用微型直流电机驱动和丝杠进给机构传动的新型开关阀,阐述了开关阀内部结构及其工作原理,基于Matlab/Simulink建立了微型直流电机和丝杠进给机构耦合的动力学模型,分别对阀的阶跃响应特性和静态流量特性进行了仿真,并在动力换挡试验台架上进行了试验研究。结果表明,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了模型的有效性。该新型开关阀能够实现油路通断控制和流量调节,为进一步研究新型开关阀提供了理论参考。