针对剃齿安装误差导致剃齿加工平稳性和齿面精度降低的问题,基于剃齿加工原理建立了含安装误差的剃齿分析模型,构造新的坐标转换,推导了含安装误差引起的补偿位移量。定量研究了剃齿安装误差对传动特性的影响规律,获取剃齿加工的传动误差和传动比曲线。并应用有限元法验证了模型和理论的正确性,为提高剃齿加工质量和效率提供理论依据。结果表明轴交角误差对传动特性的影响比中心距误差大,实际生产中可通过轴交角误差来调整机床更有效地控制安装误差所带来的影响;随着轴交角误差绝对值增大,传动误差向负方向偏移越明显表明轴交角误差引起了较大的接触变形。

表面粗糙度对微动状态下接触面的接触压力和剪切摩擦力有着显著影响。在这项研究中,创建Python脚本将Matlab中利用Weierstrass-Mandelbrot函数构造的分形表面轮廓坐标导入ABAQUS中,并使用样条曲线拟合轮廓坐标,从而构建包含粗糙表面的二维柱面/平面接触模型。采用有限元方法研究考虑粗糙表面接触的接触压力和剪切摩擦力分布,并讨论材料弹性、弹-塑性和载荷幅值对剪切摩擦力的影响。结果表明,粗糙表面的存在导致接触压力分布为非光滑曲线,局部应力集中程度高;当表面粗糙度较大时,接触面上接触压力的分布是离散的。同时发现,不同材料接触副下,剪切摩擦力沿粗糙表面的分布差异明显。

为解决存在外部加速度和外部电磁场干扰的多旋翼无人机姿态估计问题,首先以四元数为参数建立姿态估计模型,然后使用一种解算精度高、计算量较小的衍生无迹卡尔曼滤波算法(DUKF),在量测更新阶段引入根据残差构造加速度计和磁力计的噪声协方差的自适应策略,提出一种基于DUKF的多旋翼无人机自适应姿态估计算法。通过使用PIXHAWK飞控的数据进行相关的仿真实验,实验表明,所提算法能极大的减小外部加速度和外部电磁场对多旋翼无人机姿态估计的干扰。

针对复杂曲线的高精度加工,提出了一种基于公差带约束的刀位点调整与C3连续5次B样条曲线刀具路径拐角的过渡算法。在符合公差带约束的情况下,根据转接误差将刀位点在误差敏感方向上进行调整,这样可有效降低微小直线逼近误差;采用5次B样条曲线进行拐角过渡,实现了刀具路径的平滑转接,通过对刀具路径拐角过渡转接分为第一类过渡转接与第二类过渡转接并分类求解,简化了求解过程。MATLAB仿真结果表明,该算法正确有效,对实现复杂曲线轮廓的高精度加工具有重要指导意义。

针对卷扬式擦窗机吊船的防坠安全问题,设计了棘轮棘爪式防坠安全装置。研究装置的关键部件棘轮棘爪,并建立了棘轮棘爪动力学数学模型,得到了影响棘轮棘爪式防坠安全装置制动性能的各个参数的关系;通过ADAMS对装置的制动过程进行仿真计算,获得装置的制动性能曲线;搭建试验平台,对防坠安全装置进行试验验证,结果试验数据与仿真数据基本一致,证明仿真结果的准确性,并且该防坠安全装置制动迅速且可靠;以棘爪长度XDE为设计变量,通过ADAMS进行优化设计,仿真结果表明,防坠安全装置棘爪的最优长度为115mm。

针对螺栓结合面弹塑性区域内的接触机理难以确定问题,根据在变形状态转变的临界点处微凸体真实接触面积与接触载荷转化均满足连续和光滑条件,构造新的多项式函数来描述接触变形与接触面积之间的关系。利用统计学方法建立螺栓结合面真实接触面、接触载荷与接触刚度模型。理论计算结果表明随着平均表面距离的减少,接触载荷、接触面积和接触刚度随之增加;接触面积和接触刚度,随着接触载荷的增加而增加,当接触载荷增加一定程度后接触刚度和接触面积值分别趋于理想接触刚度和名义接触面积值;当螺栓结合面处于弹性和弹塑性接触状态时,塑性指数越大,接触面积越大,而平均接触距离和接触刚度就越小,当处于完全塑性状态时,塑性指数越大,刚度和平均接触距离就越大,而真实接触面积影响较小。

挖掘机在当代各项工程建设中有着广泛的应用,工作环境较为恶劣。工作装置是挖掘机作业时的直接受载部件,作业对象不定,在工作过程中的运动与受力情况非常复杂,其设计水平和工作寿命是挖掘机工作装置工作性能优劣的重要标志。本文根据挖掘机工作装置的作业特点,对其进行有限元分析和疲劳寿命分析。

为实现编程自动化,有效利用高性能数控设备,笔者针对DMC70eV五轴数控加工中心,研究了专用后置处理器的开发方法,在分析MILLPLUSITV530数控系统指令代码和输出格式特点的基础上,基于IMSpost开发了五轴数控加工生产模式的专用后置处理器。经生产验证,新开发的专用后置处理器性能可靠,所生成的数控加工程序可在加工中心进行有效加工。该研究成果对其他类型五轴数控机床后置处理器的开发具有一定的借鉴意义,并为开发其他CAD/CAM软件的后置处理程序提供了思路。

在ABAQUS中建立柱面/平面微动磨损模型,设置不同的加载条件,分析接触区域的接触应力和相对滑移距离,获得了区分两种滑移状态的临界函数。结合能量模型和FORTRAN语言编写适用于本模型的UMESHMOTION子程序,实现了磨损表面节点的动态更新,建立了动态磨损模型。通过对不同情况下磨损深度和磨损体积的仿真分析,获得结论随循环次数的增加,磨损深度、磨损宽度和磨损体积都随着增大,部分滑移状态的磨损体积远小于完全滑移状态的磨损体积;循环次数和法向载荷为定值时,随位移幅值的增加,磨损宽度、磨损深度和磨损体积都随着增大,部分滑移状态的磨损体积很小且增长缓慢,完全滑移状态的磨损体积增长迅速;循环次数和位移幅值为定值时,在完全滑移状态,随法向载荷的增加,磨损深度和磨损体积先增大再减小;在磨损体积先增大再减小的过程中,存在一个最大...

针对传统仓库模型货架和巷道过长,堆垛机执行深处库位任务时效率低下,提出一种两端出/入库台的同轨双车运行模式,以两台堆垛机完成任务的运行时间为评价标准,建立了基于单一任务、复合任务并存的调度模型。为避免两堆垛机碰撞,保证仓库存取效率最优,提出了统筹分配的任务分配原则。采用细菌觅食（BFO）算法对堆垛机路径优化问题进行研究,仿真结果表明,统筹分配原则可有效避免碰撞发生,双堆垛机调度模型及优化算法可显著提高收敛速度和仓储效率。