选用PVD-AlTiN涂层硬质合金刀具高速干铣削高强钢AISI4340,采用分形理论,研究了铣削参数对切削力分形特征的影响,指出分形维数是独立于切削力大小,并可描述切削力的稳定性;发现分形维数随铣削速度的增加,出现"高-低-高-低"的趋势,并在试验铣削参数范围内,确定了切削力较为稳定的铣削参数是v_c=320m/min,f_z=0.02mm/z,a_p=0.2mm,a_e=4mm;在较高铣削速度v_c=400m/min和v_c=440m/min条件下,v_c对切削力稳定性的影响即分形维数的大小占主导作用。此研究内容丰富了分形理论在高速切削领域的应用,对高速铣削切削力稳定性的表征具有指导意义。

针对一种用于微结构几何量测量的微机电系统（MEMS）三维微触觉式传感器，开展了传感器的性能测试，系统评价了该传感器的性能。为了检测传感器的输出信号，提出了敏感梁上排布16个压阻的三维差动式压阻排布方式，并研究相应的压阻信号的全桥检测方法和微弱信号的调理电路，研究了基于高精度坐标定位平台的传感器三维性能测试方法和测试装备。通过实验，获得传感器的轴向100nm的分辨力，4．7μm的量程，低于0．15％的线性误差，低于0．5％的轴间耦合度；以及在横向100nm的分辨力和低于0．37％的线性误差等性能参数。

设计和实现了一种用于灾害救援的单通道便携式声波／振动探生仪。能够实现对地下声／振信号的捕捉、放大功能，并以声音的方式传送至监听耳机，以供救援队员确定该区域是否有生命存在，为进一步使用多通道声波／振动探生仪等系统救援设备进行准确、系统的救援提供可靠的依据，能大大提高救援速度。该设备灵敏度高，体积小，功耗低，通过实验验证，可用于实际救援和信号探测工作。

将自主开发的基于MEMS工艺的微触觉测头与纳米坐标测量平台相结合,构建高性能的扫描测量平台,提高了微结构和器件扫描测量的精度和分辨力。基于微触觉测头的测量原理,研究了微触觉测头应用于纳米坐标测量平台的反馈控制方法以及控制转换参数的标定方法,讨论了扫描平台不同扫描方式对测量的影响。实验进行了相对平整表面和非平整表面形貌的扫描测量,结果表明,相对平整和非平整表面进程回程重复扫描差值的标准偏差分别为15.519 nm和23.088 nm,系统具有较高的测量重复性。

针对微小结构几何量测量的需求,通过集成MEMS微触觉测头和纳米测量机构建了高精度的测量系统。在验证测头性能的基础上,完成了一系列判断测头测量分辨力和精度的实验,在轴向、同向横向、异向横向三个方向测量的标准偏差分别为41.7552nm,6.05μm,6.16μm,同时,在扫描实验中进程回程扫描差值的标准偏差为23.088nm。

为了解决连续体机器人运动学建模的难题并实现机器人的位姿控制,以自行研制的一种仿象鼻型气动连续体机器人为例,先忽略机器人自重和负载,做出连续体构节变形后其中心线上各部分曲率保持一致的假设,通过推导,得到了连续体构节变形参数(s、k、φ)与构节长度(l1、l2、l3)之间的关系表达式。将连续体构节离散为关节变量,参考D-H法建立了该机器人的运动学模型,设计了机器人的气动系统并对机器人进行运动数据采集。将实际采集数据代入上述模型中来确定模型参数,在一定程度上弥补了因忽略机器人自重和负载而产生的模型误差,提高了运动控制精度。机器人的抓取实验结果表明按实际采集数据确定参数的常曲率运动模型,可以应用于连续体机器人的位姿控制;对比机器人末端的仿真计算轨迹和实际轨迹,得到最大运动误差为6.3 cm,误差主要来源于系统...

风力发电机组关键部件的连接螺栓常采用液压拉伸器张拉的方式来预紧,以此来保证螺栓轴力的预紧精度。但是,在张拉前后因为被紧固件结构刚度的变化会造成螺栓有回弹的现象,轴力有所下降。为此建立了液压拉伸器张拉螺栓整个流程的仿真分析方法,模拟了拉伸螺栓、拧紧螺母以及撤离拉伸器的过程,分析了拉伸-预紧-回弹过程中螺栓轴向应力的变化,并考虑了接触面粗糙度对螺栓回弹的影响。通过某型号变桨轴承轮毂侧连接螺栓的仿真分析发现,预紧螺栓时螺栓内部轴向应力先逐渐增大,拧紧螺母期间保持不变,卸载拉伸器拉伸力时变小,发生回弹现象;并与实测结果对比,仿真分析方法计算的回弹系数为1.142,实测为1.128,相对误差仅为1.24%,验证了该仿真方法的准确性,从而量化了针对不同模型的螺栓预紧力下降的数值,进一步提高了液压拉伸器张拉螺栓的精度...

选用PVD—TiAlN-TiN硬质合金涂层刀具,进行高速干铣削AISI4340高强钢正交试验,研究铣削力及加工表面粗糙度随切削参数的变化,并建立铣削力及加工表面粗糙度与切削参数之间的经验模型。分析结果表明每齿进给量和铣削速度对主切削力Fz影响较大,径向切削深度对加工表面粗糙度Ra影响较小。建立的铣削力及加工表面粗糙度经验模型,经过检验,相对误差较小。涂层刀具高速铣削AISI4340钢时,采用较小的轴向切削深度和每齿进给量以及较大的铣削速度和径向切削深度有利于得到较小的铣削力和加工表面粗糙度。

针对AISI 4340高强钢加工质量较差的问题,采用硬质合金涂层刀具进行高速干铣削试验,研究切削参数对加工表面硬化和残余应力的影响。结果表明：铣削速度对加工表面硬化程度和硬化层深度影响最大,且随着铣削速度的增加,加工表面硬度值减小,硬化层深度逐渐减小;加工表面在进给、切削以及45°方向均产生残余压应力,铣削速度和每齿进给量对残余应力的影响较大;在vc=400～500 m/min,fz=0.03～0.06 mm/齿,ap=0.2～0.3 mm,ae=3～4 mm的切削条件加工时,可以获得较小的加工表面硬化程度和较大的表面残余压应力。该结果对高强度钢类零部件的生产具有理论指导意义。

预估、判定老龄VLCC海上储油发生风险的概率及其后果的严重程度,寻求提高风险的应对和降低风险的能力,具有现实意义。老龄VLCC海上储油面临的环境复杂、多变,风险因素亦多样、多变,风险因素的取值较难。单纯的定量评价方法很难对此作出准确、客观的评价。文中采用AHP+模糊综合评价方法,将风险的定性评价与定量评价真正结合、统一起来,对风险评价过程进行量化,使定性评价精细化、明朗化,对评价对象的评判更加客观准确,使风险评价更具操作性,对老龄VLCC海上储油风险评价结果更加科学合理。老龄VLCC海上储油风险的AHP+模糊综合评价,包括建立评价对象的因素集、确定评价对象的评判集、确定评价因素的权重向量、进行单因素模糊评价和评价结果分析等步骤。