振动传递路径系统研究是振动控制理论与技术的新颖和关键发展方向之一,在实际控制机械装备的振动实践中,多维振动传递路径系统的研究显示出了重要价值。振动传递路径系统由振动源、传递路径和接受体三部分组成,振动传递路径定义为振动产生的能量由振动源通过媒介物质传递到接受体所经历的物理介质。基于机械振动的理论,解决了多维振动传递路径的贡献量排序的问题,提出了以振动传递率为度量准则的排列多维振动传递路径的贡献量的理论方法,在频率域内清晰地阐明了多维振动传递路径贡献量的顺序。

以25TAC62B角接触球轴承为例,建立了轴承瞬态热分析模型,利用ANSYS Workbench对轴承的温度场和热变形进行了仿真分析。结果表明随加热时间增加,各元件温度均在升高,内圈温度随半径增加逐渐升高,外圈温度随半径增加逐渐降低,球的温度高于内外圈;轴承内圈受热后向半径增大方向膨胀,外圈向半径减小方向膨胀,球在内圈和外圈共同挤压下半径变小,整体向半径减小方向被压紧。为进一步研究轴承热诱导的动态接触特性和热诱导的精度渐变可靠性奠定了基础。

针对角接触球轴承的滚动体与内、外圈之间的不完全接触而引起的接触热阻,以赫兹接触理论为依据,结合宏观接触区域热阻的计算方法,提出了不同温升下滚动体与内、外滚道之间接触热阻的理论计算方法。分析了不同温升对轴承接触角、滚动体所受法向载荷、接触区域的长半轴和短半轴、接触面积以及内部接触热阻的影响。结果表明在同一轴向载荷作用下的角接触球轴承,随着工作温度的升高,接触角减小,滚动体所受法向载荷增加,接触区域的长半轴和短半轴均变大,接触面积增大,轴承滚动体与内圈和外圈的接触热阻均变小,轴承内部总接触热阻也变小。并且通过试验验证了该方法的有效性。

基于有限元法建立了考虑轴扭耦合的机床进给系统动力学方程,分析了工作台位置变化对其动态性能的影响。结果表明第1、3阶固有频率为丝杠和工作台的轴向振动模态,第2阶为丝杠扭转振动模态。随着工作台位置变化,第1阶固有频率呈现先减后增的变化,最大值出现在丝杠端部,变化率达50.58%;第3阶固有频率为先增后减的变化规律,其中最大值出现在丝杠中部,变化率为10.3%;试验结果与计算结果相吻合;第2阶固有频率受工作台位置变化影响不大,验证试验结果与仿真结果相一致,证明这里的进给系统动力学模型具有较高的精度。

研究视听联觉现象以及视听各因素之间存在的具体关联性,并将其应用在多通道人机自然交互中。通过实验系统的分析声音的五种心理和生理要素(音调、音速、粗糙度、尖锐度、非连续性)与多色彩组合的色相、饱和度、对比度以及位置关系等存在的交叉关联性。实验结果表明声音的部分元素如音调、粗糙度等确实与多色彩的色相、饱和度、对比度以及位置关系存在着明显的联觉效应。基于视听联觉效应和视听各元素之间存在的关联属性,设计了基于视听联觉的多通道人机自然交互模型,在模型中构建视觉因素和听觉因素之间的交叉联动关系,提升人机交互的内部处理效率和输出反馈精准度,从而有效提升人机交互的效率。