基于最小生成树的求解方法,提出了一种简单、直观、通用性强的装配序列规划新方法。根据图论的基本知识,建立零件连接图,从产品可装配性的角度分析了影响两零件间装配关系密切程度的因素,引入了装配关系密切值λ,对零件间装配关系的密切程度进行了量化评判,再通过运筹学中求解最小生成树问题的破圈法,对零件连接图中的圈进行破除,即消除每个圈中装配关系密切值最小的边,得到最大密切程度的装配体生成树,之后对装配体生成树进行干涉分析,剔除了大量的冗杂序列,从而得到既可行又最优的装配序列。最后通过实例验证了此方法的有效性。

针对四轮毂电机独立驱动系统中各轮毂电机之间存在速度、位置的相互约束关系,需要设计相应的控制策略,对四台轮毂电机之间的运行同步进行控制。利用交叉耦合思想建立各轮毂电机的同步误差模型,确立了各轮毂电机之间的耦合关系;通过滑模控制理论设计轮毂电机的同步控制算法。利用MATLAB对四个轮毂电机在有干扰和无干扰时的同步性进行仿真分析,分析结果表明,在四轮毂电机同步性控制中,交叉耦合控制策略同步性好,抗干扰能力强。

利用材料试验机和SHPB装置对ZL109进行准静态和动态冲击压缩实验,确定了ZL109铝合金的本构模型参数。采用单因素试验法,模拟刀具前角、后角和刀尖圆弧半径对切削力和刀尖温度的影响。结果表明刀尖圆弧半径对X和Y方向切削力影响最大,而前角对Z方向切削力影响最大,后角对刀尖温度的影响最大。通过正交试验法和极差分析可知,当刀具几何参数选择为前角γ0=0°,后角α0=7°,刀尖圆弧半径r=0.4mm时,PCD车刀切削ZL109铝合金时刀具的切削性能最优。

针对振动信号长期连续监测存在的数据存储量过大,造成资源浪费的问题,对机械振动信号的压缩方法进行了实验研究,其中振动位移信号来自于现场使用的离心压缩机机组。将三种典型的最优稀疏表达方法基于框架的方法(MOF),匹配追踪(MP)和基追踪(BP)作为压缩算法对振动信号进行分析。同时,将压缩比(CR),均方差(MSE),能量保留百分比(ER)和频谱相似度(COR)作为衡量指标来比较以上压缩算法压缩性能。结果表明匹配追踪(MP)稀疏表达优于其它两种方法,能够用来压缩振动信号,而不会丢失过多信息。

以某型号道路工程车辆车架为研究对象,在CATIA软件中建立了该车架的3D模型,导入Hypermesh进行网格划分并建立其有限元模型,根据车辆的实际工作情况,构建满载静止和支撑两种工况然后进行强度分析,选择应力与变形较大的工况进一步计算其模态频率。构建以厚度为应变量的响应面模型,基于车架近似模型以车架的总质量和第一阶模态频率作为优化目标,以车架的强度作为约束条件进行多目标优化。优化结果表明在满足车架整体性能要求的前提下,优化后的车架第一阶模态频率提高了6%,并且车架质量减轻了7%,证实了该优化设计方法的有效性,为后续工程车架的设计提供指导。

为了提高涡旋压缩机排量,提出了一种涡旋齿型线的非对称单圆弧修正方法。阐述了修正圆弧的生成方法,建立了修正圆弧方程,证明了修正圆弧能实现完全啮合,推导了不同修正展角下排气体积计算公式,对比分析了采用单圆弧修正和双圆弧修正时涡旋压缩机的排气体积和排量。研究结果表明,与对称双圆弧修正方法相比,非对称单圆弧修正方法在同等修正展角下提高了涡旋压缩机排气体积,同等排气温度下提高了涡旋压缩机排量。非对称单圆弧修正方法为大排量涡旋压缩机的设计提供了参考。

以某型飞机机身盒段为研究对象,建立了其仿真分析模型。将模型导入ABAQUS软件中进行模态分析。结合声学基本理论和随机振动理论,在LMS Virtual.Lab软件中采用间接边界元法对结构进行声振耦合计算。采用Miner疲劳寿命估算法则以及Goodman直线校正方法对平均应力进行了修正,结合材料的S-N曲线求得结构的疲劳寿命。结果显示,损伤严重的区域依次为机身盒段上蒙皮和周边蒙皮,底部的损伤最小。研究了声压级和结构形式对机身盒段声疲劳寿命的影响,结果表明,以衰减后的声压级作为声载荷以及含罐体的双层结构都使得机身盒段的声疲劳寿命增加。

考虑到目前通过主观感受评价舒适性的方法不够精确,且针对修井机操纵作业舒适性的研究比较少等问题,以XJ70修井机为例,在生物力学分析软件AMS中建立了典型百分位的中国成年男子人体坐姿数字模型,导入了刹把及座椅模型,对刹把操纵作业进行了逆向动力学仿真;以相关肌群的肌肉活动度为评价指标,研究了座椅高度以及靠背倾角对刹把操纵作业过程中各肌群的影响规律及其映射关系。建立了基于肌肉负荷的操纵舒适性评价模型,为操纵舒适性的量化评价提供了一种新途径,对选择舒适的作业姿势以及座椅可调范围的优化具有一定的指导意义。

联轴器作为连接主从动轴的关键部件,对轴系扭振性能有显著影响。文中以匹配典型高弹性联轴器和大刚度联轴器的柴油发电机组轴系为对象,采用仿真分析与试验测试相结合的方法研究了轴系固有特性;进而在相同激振力矩作用下,分别对稳态均衡、非均衡工况时两种轴系曲轴自由端扭振响应进行对比分析,研究联轴器特性对电机转子振动的影响;在启动停机过程的研究中,指出匹配高弹性联轴器的轴系会发生扭振共振,联轴器会产生远大于机组在正常工作转速时的交变扭角差,这是目前国内外相关标准(GB15371-2008和ISO3046-5)尚未提及但值得评估的问题;针对匹配大刚度联轴器的轴系扭振共振问题,提出了通过优化轴系关键参数等方法进行轴系的减振设计。

在保证机械臂关节最佳柔顺性的基础上,首先利用粒子群优化(PSO)算法对机械臂逆运动学求解进行了优化,提出了一种改进的粒子群算法,该算法不仅提高了计算精度还避免了局部最优,然后利用径向基函数(RBF)神经网络对优化过的样本数据进行训练,最终得到7轴机械臂的逆解。仿真结果表明,该算法能够保证较好的计算精度。