针对高压介质的金属密封问题,利用有限元分析方法得到圆柱面分析模型,以密封面接触应力、理论接触面积为输入参数,得到不同过盈量下密封面的真实接触面积,结合修正后的微观泄漏计算模型,研究不同曲率圆柱密封面泄漏规律。研究表明随着圆环过盈量增加到0.04 mm,密封面产生稳定接触,泄漏量不再随着过盈量而发生变化,密封性能满足最小密封比压要求。该预测方法以密封面平均接触压力为唯一变量,可以对不同啮合方式的任意尺寸圆柱密封面泄漏量进行预测,计算泄漏率与实验数据,验证了模型的准确性,对金属高压密封设计和评估具有重要意义。

基于球面螺旋曲面的成形与运动特性,运用微分几何学对球体上的球面螺旋曲线和球面螺旋曲面进行描述和数学模型构建.提出一种球面螺旋面与滑块相啮合的滑块式球面螺旋副,对其进行啮合面的摩擦力和自锁特性研究,设计一种运用此球面螺旋面副的夹紧机构.结果表明该机构结构紧凑、动作灵活、运动安全可靠,并能对多种不同尺寸的物体进行精准和可靠装夹.

基于摆线凸轮机构所具有的优异传动特性,设计了一种新齿型活齿传动机构-内摆线凸轮活齿传动。基于内摆线生成法、转速变换和齿形包络法推导出激波轮和中心轮理论及工作齿形,利用仿真软件分析了二齿差和三齿差的中心轮理论齿形的曲率半径。在避免齿廓干涉条件下,选择合理的活齿半径,同时给出了齿廓平滑完整无顶切的激波轮和中心轮的理论齿形并分析了齿形参数对中心轮齿形的影响。

为了促进高性能面齿轮传动技术的发展,对点接触面齿轮传动进行承载接触分析。建立了点接触面齿轮传动的坐标系,推导了传动中接触点方程,实现了传动中面齿轮上接触点位置的仿真。利用曲面上任意点处主曲率的计算方法,得到了传动中圆柱齿轮和面齿轮上接触点处主曲率的变化规律。根据布希涅斯克问题的求解方法,给出了传动中面齿轮上接触区域的椭圆长、短半径、中心最大变形量、最大压应力以及载荷分布的方程,分析了接触中心最大压应力的变化规律,实现了接触斑点的可视化仿真。

阐明了曲率弯矩方程的物理概念及用此方程建立梁(柱)弯曲微分方程的思路,论述了在建立梁(柱)弯曲微分方程中规定弯矩正负号(简称这种规定)引起的问题1)这种规定破坏了曲率弯矩方程所反映的物理概念及用曲率弯矩方程建立梁(柱)弯曲微分方程的思路;2)这种规定导致了梁(柱)截面内力矩与梁(柱)曲率正负号无关的错误概念;3)按这种规定建立梁(柱)弯曲微分方程须记住弯矩正负号的规定,与此种规定对应的坐标系,不考虑梁(柱)曲率的正负号等3条内容,否则得出错误结果。建议材料力学在阐述梁(柱)弯曲微分方程中删去这种规定,以避免上述问题。

为了解决在高速加工复杂轨迹时容易出现的工件过切和机床异常振动的问题，笔者提出了一种实时的进给速度前瞻控制算法。该算法在刀位点处假设一个虚拟小圆弧，用该圆弧的半径表示刀轨在该点的曲率半径，以该曲率半径计算加工小圆弧的最大许可速度，并作为该刀位点的最大进给速度。通过设定机床最大速度和最大加速度约束，对各段的进给速度进行整体规划，并结合运动控制卡的特点，对段内进行速度处理，最大限度地提高加工效率。仿真结果表明：该算法能够实现实时前瞻速度控制。

为满足眼镜镜片制造个性化的需求,提出柔性变焦模塑装置,实现一套模具系统上生产不同度数的眼镜,进而降低模具成本投入与换模时间。利用UG静力学仿真模块对金属膜片进行模拟仿真,在分别设置不同压力的情况下,得到其等效应力图。根据金属膜片的模拟参数,合理设置后续实验方案的液压站液压压力值。借助注塑机进行后续实验验证,通过液压站对液压变形腔输入压力,借助激光测量仪进行镜片厚度测量,统计并对比同种方案下镜片厚度的方差值和不同方案下镜片厚度的平均值两项数据。结果表明,液压站液压压力不会对注射成型眼镜制品尺寸稳定性造成影响,同时液压站液压压力对眼镜镜片度数的影响可以通过眼镜镜片厚度来表征。

为提高加工精度,文中运用微分原理,以曲率圆拟合逼近非圆曲线轮廓,建立＂假想刀尖＂与非圆曲线轮廓的几何关系。通过椭圆曲线轮廓加工编程实例,介绍以曲率圆拟合逼近非圆曲线轮廓编写程序的实操方法。

在数控系统中,宏程序是车削加工非圆曲线的重要方法。它具有通用性强、易修改、占用内存小的特点。通过对双曲线的函数变换、曲率分析,确定了程序流程结构框图并编制出通用加工程序。

为了兼顾FDM快速成型的成型质量和效率,对基于FDM的自适应分层算法进行了研究。首先对等厚度分层方法进行了分析计算,发现其弊端;其次对CAD模型进行了参数化分析,通过曲率的正负将图形表面分成了正偏差和负偏差两种情况;最后利用ABS丝材和二次开发的CURA软件,分析了不同层厚对熔融沉积快速成型制件成型质量的影响。结果表明,改进的自适应分层算法易于编程,提高了制件的成型质量,且节省了打印时间。