以某型高强化柴油机配气机构为研究对象,将原机械挺柱改为液压挺柱,设计新状态凸轮型线,改良配气机构的结构,基于AVL EXCITE Timing Drive软件建立液压挺柱配气机构的动力学模型,并进行动力学分析。结合实际工况,在全转速范围内开展整机可靠性试验。结果表明液压挺柱配气机构工作稳定、运行良好,且试验结束后气门下沉量较机械挺柱配气机构大幅度下降,验证了液压挺柱配气机构对高强化柴油机气门-气门座圈磨损的改善效果,可为气门座圈减磨降磨方案设计提供参考。

基于多数控定位器构成的分布式4-PPPS并联机构,实现舱段的自动化精准对接。冗余驱动能够提高机构承载能力、使驱动力分配更加均衡,但冗余系统构成的黎曼流形内存在高维零空间,协调分配的非线性方程具有多约束和非正定性,分配不当会产生过大的应力应变。为同时实现对接过程运动学层面的精准和动力学层面的稳态协同,基于旋量理论,将刚体运动分解成绕任意轴的转动和平移,建立运动学模型、确定关节驱动量。推导非冗余和冗余情况下的动力学模型,并求解舱段角速度和角加速度等影响对接运动特性的模型参数。提出了以力二范数最小为目标对对接运动驱动力进行优化分配的求解方法。以5次多项式描述位姿轨迹,用黄金分割法逼近出最优时间。最后开展了非冗余和冗余驱动的对比仿真,对接过程精准平稳,证明了此方法的正确性和可行性。

定模动辊成型是一种变截面渐进成型方法,依赖定模动辊成型装备实现高强度金属板材变截面渐进成型。定模动辊成型装备运动平稳性与构件成型质量密切相关,因此以加速度幅值最小为目标函数,考虑定模动辊成型装备伺服电机、传动装置、辊模机构与成型板材的机电系统动力学优化,是机电装备设计理论研究的新课题。采取深度强化学习方法,应用深度确定性策略梯度算法对定模动辊成型装备进行优化。结果表明:该算法适用于机电系统动力学优化,具有科

外载频率直接决定了机械结构的动刚度,随着外载频率的变化,系统动刚度有很大的变化。通过对动刚度的深入解析,提出提高机械结构动刚度的方法,解构详细设计阶段应重点考虑系统的固有频率,首先固有频率应避开主要的外载荷频率,避免共振现象发生;其次,应增大结构阻尼或施加阻尼减振措施,在满足静态精度前提下,使频率比保持在1.414以上为佳。针对铺丝机的动态优化,提出了8种立柱布筋方案,通过比较各结构的变形、固有频率、静刚度、刚质比和动刚度参数,确定了立柱的斜筋布局方案,从静刚度、动刚度和可制造性综合考虑,得到了最可行的结构方案。

采用壳体形貌优化对汽车油盘进行了动力学再设计。由于高阶模态阻尼的指数式增大,因此会削弱高阶频率的共振,在这里只考虑前12阶本征频率对油盘的动力学特性的影响。分别以前12阶频率最大化和600Hz的带隙优化为设计目标,分别通过两次模态优化迭代,成功的将油盘前12阶频率提升至高于启动频率(0~200)Hz以上,同时也将这些本征频率成功的驱离稳定工况下的600Hz范围。最后将优化后的结果,采用有限元模态分析验证,并将相应的优化模型采用数控加工成型的方式制备出来,实现了设计,优化和制造的一体化过程。