为了实现对大型旋转机械扭振的准确测量,提出了一种基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)应变的扭振测量方法。首先,根据旋转机械轴系的扭振产生机理以及光纤光栅传感技术,建立了扭振与光纤光栅的应变传递模型,进而设计了光纤光栅应变传感器。接着,搭建了静、动态实验平台,对该传感器进行了静、动态标定实验。最后,在机械运行状态下,对该传感器进行了动态扭振测试实验。标定实验结果表明在线性区间内,该传感器的灵敏度为12.464με/Nm,线性相关系数为0.9987,迟滞误差为3.02%,重复性误差为1.23%;在动态响应实验中,响应时间为0.171s(±5%),超调量为67.81%。动态测试实验结果表明该传感器能检测出与已知加载特征一致的扭振信号。因此,基本满足对扭振测量的稳定可靠、精度高、抗电磁干扰等要求。

目前制造企业普遍基于参数化零部件设计数据找到已有的参数组合,并以此作为标准规格进行推荐,造成工作效率低下,出错率高。针对这种情况,将Markov模型引入企业的零部件标准规格推荐中,基于C#编程语言,以Microsoft Visual Studio为平台,在NX软件的基础上,开发了基于Markov模型的零部件标准规格推荐系统。该系统根据企业已有的设计数据,通过发掘数据内部的规律,找到数据中隐含的参数组合,并将其作为标准规格推荐给企业,为企业带来更为有效的零部件标准规格的推荐策略。

在简单介绍现有的投球滑套式压裂工具所受限制的基础上,给出了解决办法——采用可变径球座代替原有的固定球座,并介绍了工作原理。同时,结合设计出来的可变径球座建立了物理模型以及力学模型,再利用ANSYS软件的求解功能对模型进行了求解。通过对模型的应力分析,确定了可变径球座的可靠性与安全性,从而在理论上验证了利用可变径球座代替原有的固定球座的可行性。

复杂腔体铸造性能直接影响着高铁列车制动系统的安全性。以复杂腔体为研究对象,采用Anycasting软件对普通冒口和保温冒口的复杂腔体铸造成形过程进行数值模拟,得到复杂腔体缩松和缩孔分布,并对无冷铁和有冷铁时复杂腔体铸件金相组织展开研究,对铸件工艺进行改进。研究结果表明,保温冒口和外冷铁有利于消除或避免复杂腔体铸件缺陷,综合考虑球化率和白口倾向的影响,外冷铁厚度以10 mm为宜。

为了满足大尺寸工件焊接范围大、作业困难、尺寸规格多等工艺要求,设计了由六轴工业机器人本体与两个外部轴相组合的焊接工作站。工作站中机器人轨道行走系统作为第七轴,伺服变位机作为第八轴,由机器人控制柜同时控制,实现八轴协同焊接作业。机器人本体采用倒挂式安装在行走轨道上,使机器人重心时刻处于工件正上方,从而以最佳姿态焊接工件。调节伺服变位机从动端,适应不同尺寸工件的夹紧固定要求,实现多规格工件的柔性生产。文中介绍了该焊接工作站的组成、基本工作原理、多轴协同控制等内容。现场实际运行结果表明该工作站能够精准地实现多轴协同运动,较好地满足了大型工件对焊接工艺提出的高要求。

为解决振动机械故障诊断中如何更有效地在复杂信号中提取有用的故障信号的问题,提出了一种优良降噪算法。先将原始信号用小波包降噪,对降噪后的信号进行EEMD分解,然后将分解得到的固有模态分量(IMF)构建不同的带通滤波器,利用算法逼近度指标和相关系数建立优良降噪算法的判断准则,以此来选择最优的滤波器组合。对振动筛轴承信号进行仿真,用新算法处理仿真信号,结果显示,故障信号被保留下来,其他信号均被滤除。同时用该降噪算法分析了实测振动筛轴承信号,所得的结果合理有效。

水下机器人在水域勘测和军事侦查等领域正在发挥越来越重要的角色。针对现阶段水下机器人价格昂贵,设计复杂的特点,设计了一种结构简单的水下机器人,主要由四个无刷电机推进器和密封舱组成。围绕水下机器人系统结构,阐述了机器人的硬件结构与密封方式、卡尔曼滤波在GPS与捷联惯性导航组合导航的应用、控制简化与分解方法与上位机系统的编写和实现。最后,使用该机器人系统在水池中进行运动控制实验。实验结果表明水下机器人在航行过程中密封可靠,运动平稳,能够满足水下机器人的运动控制要求。

以四轮转向汽车为研究对象,建立七自由度车辆模型、轮胎模型、理想跟踪模型;设计直接横摆力矩和四轮转向相结合的车辆稳定性控制策略。以跟踪理想的质心侧偏角和横摆角速度为控制目标,设计滑模控制器产生车辆转向所需的横摆力矩和后轮转角,按单侧制动的方法将产生的横摆力矩分配到车辆的四个车轮上,通过制动力矩的分配以及转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和质心侧偏角跟踪理想模型。针对七自由度模型,在Matlab/Simulink中与比例控制四轮转向进行阶跃输入和正弦输入两种工况下的时域仿真对比。仿真结果表明,基于直接横摆力矩和四轮转向相结合的的控制策略有效减小了质心侧偏角,横摆角速度对理想值有很好的跟踪,提高了车辆的操纵稳定性,同时验证了横摆力矩分配的有效性。

高压点火导线是航空发动机点火系统中故障率较高的一个部件,其可靠性关系到发动机的点火可靠乃至于整个飞机的飞行安全。以国内某航空公司B737机队发动机高压点火导线维修数据为基础,采用可靠性方法对其进行分析。根据直方图进行分布初选后以极大似然估计法进行参数估计,然后用Minitab软件对各分布进行检验,以此选出拟合程度最好的寿命分布。检验结果高压点火导线故障数据服从指数分布,在此基础上结合航空维修相关理论给出相应的维修建议。

在断路器弹簧操动机构中凸轮的使用使得操动机构的输出力特性能够与断路器的负载特性更好地配合。凸轮轮廓曲线的合理设计也直接影响着弹簧操动机构的输出力特性。弹簧操动机构中对凸轮轮廓曲线准确并且方便的设计方法具有重要意义。通过对凸轮参数与输出力特性的关系分析,结合摆动从动件滚子凸轮的设计方法建立了弹簧操动机构中凸轮机构设计的数学模型。基于MATLAB利用遗传算法开发了图形用户界面(GUI),弹簧操动机构中凸轮参数化设计直观方便。