检索结果-内蒙古大学图书馆

中国表面工程 2016年第6期29卷 75-82页

作者：王新昶王成川孙方宏上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为改善异型绞线紧压模耐磨损性能,提高异型线缆质量,采用热丝化学气相沉积方法,在孔型经优化设计的扇形孔绞线紧压模内孔沉积了厚度均匀、附着性能优异、相对易于抛光且具有很好的耐磨损性能的硼掺杂微米-本征微米-本征细晶粒复合金刚... 详细信息

为改善异型绞线紧压模耐磨损性能,提高异型线缆质量,采用热丝化学气相沉积方法,在孔型经优化设计的扇形孔绞线紧压模内孔沉积了厚度均匀、附着性能优异、相对易于抛光且具有很好的耐磨损性能的硼掺杂微米-本征微米-本征细晶粒复合金刚石薄膜,采用机械自动线抛光、磨料流抛光及手工机械抛光相结合的抛光工艺对内孔工作表面进行抛光,使其整体表面粗糙度Ra值达到50 nm以下,在铜材质扇形分裂导体绞线紧压实际生产应用试验表明,可以替代低效的传统滚轮挤压工艺;采用传统工艺制造的异型电缆表面粗糙度Ra值约为1.027μm,应用金刚石薄膜涂层扇形孔绞线紧压模可以将其表面粗糙度降低到0.473μm,且在截面积更小、质量更轻的情况下获得更小的电阻。

关键词：化学气相沉积扇形孔紧压模金刚石薄膜抛光

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飞机制孔末端执行器法向检测方法及误差分析

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机械设计与研究 2017年第4期33卷 117-122页

作者：宋尧姚振强薛雷周庆慧方伟胡永祥上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海飞机制造有限公司航空制造技术研究所先进装配中心上海200436

提出了一种基于接触式位移传感器和自适应柔性压力脚末端的制孔法向检测结构,用于飞机制孔机器人末端执行器。柔性压力脚适应并贴合待测曲面,三个接触式位移传感器测得压力脚末端的偏移量,结合三角面片逼近曲面的方法可以获得待测曲面... 详细信息

提出了一种基于接触式位移传感器和自适应柔性压力脚末端的制孔法向检测结构,用于飞机制孔机器人末端执行器。柔性压力脚适应并贴合待测曲面,三个接触式位移传感器测得压力脚末端的偏移量,结合三角面片逼近曲面的方法可以获得待测曲面的近似法向及其偏角。通过理论建模,分析了测量误差随多个相关因素变化的情况,得到了在当前使用工况下法向测量误差的理论估计值。通过试验测定,得到了上述法向检测结构和方法的实际测量误差,验证了该法向检测结构和方法的有效性。

关键词：机器人制孔末端执行器法向检测误差分析

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中高频大振幅垂向振动下的坐姿人体7自由度建模及实验

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噪声与振动控制 2017年第3期37卷 7-13,57页

作者：梁世豪黄煜上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室振动冲击噪声研究所上海200240

建立合适的人体振动模型,预测人体在不同振动环境下的动力学响应和各部位振动的传递性,能够对建筑和交通工具内部的振动控制起到指导作用。到目前为止,大多数垂直振动下的人体多自由度模型都是针对较低频率(20 Hz)和较大幅度(>1.5 ms... 详细信息

建立合适的人体振动模型,预测人体在不同振动环境下的动力学响应和各部位振动的传递性,能够对建筑和交通工具内部的振动控制起到指导作用。到目前为止,大多数垂直振动下的人体多自由度模型都是针对较低频率(<20Hz)和较小幅度(<1.5 ms-2)的振动环境,未必适用于较高频率(>20 Hz)和较大幅度(>1.5 ms-2)的垂向振动环境。为了准确地预测坐姿人体对中高频、大振幅垂向振动的动力学响应,建立垂向振动下坐姿人体的7自由度修正模型,并通过实验测试25名志愿者在4种不同加速度幅值(1.0 m/s2、1.5 m/s2、2.0 m/s2、2.5 m/s2)的宽带随机(2~100 Hz)垂向振动下的视在质量。实验结果表明,相比ISO标准规定的3自由度模型,所提出的7自由度修正模型能较准确地预测坐姿人体对大振幅垂向振动的动力学响应。

关键词：振动与波人体垂向振动生物动力学视在质量

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六自由度混联机构雅可比矩阵求解及奇异位形分析

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东华大学学报（自然科学版） 2017年第3期43卷 416-424,449页

作者：周辉丁锐曹浩峰曹毅江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

提出一种由2个不同的三自由度并联机构串接而成的混联机构,针对下端和上端并联模块分别建立速度雅可比矩阵,然后通过上下两个并联模块的运动关系,建立整个混联机构的整体雅可比矩阵.雅可比矩阵是分析机构奇异位形的基础,通过令机构整体... 详细信息

提出一种由2个不同的三自由度并联机构串接而成的混联机构,针对下端和上端并联模块分别建立速度雅可比矩阵,然后通过上下两个并联模块的运动关系,建立整个混联机构的整体雅可比矩阵.雅可比矩阵是分析机构奇异位形的基础,通过令机构整体雅可比矩阵行列式为零,从而得到机构奇异的非线性方程来研究混联机构的奇异位形,同时运用MAPLE软件绘制出机构的奇异轨迹.该方法建立了由2个并联模块组成的混联机构的雅可比矩阵,具有一定的理论意义.

关键词：混联机构雅可比矩阵并联模块奇异位形

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3T2R完全解耦并联机构的型综合研究

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机械设计与研究 2017年第4期33卷 6-10,21页

作者：丁锐曹毅江南大学机械工程学院无锡江苏214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡江苏214122 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对并联机构的运动往往是非线性、强耦合问题,提出一种完全解耦并联机构型综合原理。首先利用互易螺旋理论对3T2R并联机构的输入输出展开分析,揭示了完全解耦并联机构的雅可比矩阵特点,得到了完全解耦并联机构的移动特征和转动特征条件... 详细信息

针对并联机构的运动往往是非线性、强耦合问题,提出一种完全解耦并联机构型综合原理。首先利用互易螺旋理论对3T2R并联机构的输入输出展开分析,揭示了完全解耦并联机构的雅可比矩阵特点,得到了完全解耦并联机构的移动特征和转动特征条件;其次基于支链驱动理论构造满足完全解耦并联机构的各条支链,根据并联机构约束综合理论,依据提出的支链选取原则依次选取每条支链,连接动、定平台,完成完全解耦3T2R并联机构的型综合;最后针对综合的一种完全解耦并联机构,求得其运动雅可比矩阵验证了机构的解耦特性。

关键词：型综合完全解耦并联机构支链驱动螺旋理论

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基于支持回归向量机的往复走丝工件厚度辨识

基于支持回归向量机的往复走丝工件厚度辨识

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特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议

作者：秦岭黄广炜奚学程赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

电火花线切割是一种常用的电加工方法,在难切削材料的加工中有重要地位。当工件较薄时,能量在电极丝上的分布比较集中,相对的,工件较厚时,电极丝上的单位长度能量分布会比较分散,放电间隙工作液情况变差,使电蚀产物排出较为困难,造成加... 详细信息

电火花线切割是一种常用的电加工方法,在难切削材料的加工中有重要地位。当工件较薄时,能量在电极丝上的分布比较集中,相对的,工件较厚时,电极丝上的单位长度能量分布会比较分散,放电间隙工作液情况变差,使电蚀产物排出较为困难,造成加工效率降低。本文的研究目的是提高往复走丝线切割机床对变厚度工件的加工能力,提高加工效率并减少断丝现象。要进行变厚度加工,必须能够对工件厚度进行辨识,从而调整加工过程中的电参数。支持回归向量机是一种常用的机器学习算法,能有效建立系统输入空间与输出空间之间的关系。本文以支持向量机为基础模型,建立工件厚度辨识模型,将工件厚度设定为输出参数,通过研究影响加工效率的各因素,将放电频率和伺服速度作为输入参数,运用支持向量机的方法输出工件厚度,进而实现自适应调节。建立模型需要确定核函数的形式和四个参数:核函数参数Para1、核函数参数Para2、平衡因子C、不敏感损失函数参数ε。为采集训练样本以建立模型,使用DK7725e四轴联动快走丝电火花线切割机,配合开发的数字化脉冲电源及控制器等,设计了有效放电频率检测电路,作为本课题的研究平台。加工阶梯形工件,厚度分别为5、10、15mm,每个台阶高度差△h=5mm,共三阶。以此采集原始训练样本。将采集的放电频率进行处理,去除因为电极丝换向造成的无效加工数据。取一组经验参数为底数,分别进行取值测试,根据辨识误差均方差最小的原则,确定了本模型使用多项式核函数,参数值:Para1=0.1,Para2=2,C=500,ε=0.075。将原始训练样本作为输入值,套用此模型,得到的辨识结果在平稳加工的时段误差较小,不超过10%,但在工件厚度突变时,误差会激增。以台阶厚度为3、6、9、12mm的工件设计另一组实验,厚度差△h=3mm,共四阶。将加工中采集的放电频率和伺服速度,作为模型的输入值,得到工件厚度辨识值与真实值进行比较。相对于上一组实验的结果,本次结果的平稳加工误差变小,约为5%,厚度突变处的误差激增也有一定程度的减小,辨识性能有一定的提升。实验结果表明,支持回归向量机在厚度辨识方面有很好的应用。输出的主要误差集中在厚度突变处,且厚度变化越大,误差激增越大。稳定加工时的辨识误差在可接受的范围内,对于改善变厚度加工时容易产生断丝的现象有较大帮助。

关键词：往复走丝线切割加工工件厚度辨识支持向量机

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45钢赝火花电子束表面处理

45钢赝火花电子束表面处理

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特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议

作者：傅宇蕾胡静霍卫杰曹晓彤张瑞雪赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

在高精度模具和核心零部件的制造中,机械加工所产生的完整性不佳而引起的微观缺陷从而导致寿命不理想的问题一直以来都是制造领域内的一大技术难题。而金属表面处理作为表面精加工的最后一道工序,能够有效消除材料表面微裂和残余应力等... 详细信息

在高精度模具和核心零部件的制造中,机械加工所产生的完整性不佳而引起的微观缺陷从而导致寿命不理想的问题一直以来都是制造领域内的一大技术难题。而金属表面处理作为表面精加工的最后一道工序,能够有效消除材料表面微裂和残余应力等微观缺陷,改善材料抗腐蚀性和耐磨性,提高使用寿命。高能束表面处理(激光表面处理,电子束表面处理及离子束表面处理)以其在极短时间内,在可选择区域内沉积较高能量的特点,展现出与常规表面处理不同的特点。与激光表面处理相比较,电子束表面处理在总转化效率,表面处理预处理及对对金属材料及材料表面粗糙度要求方面,具有较明显的优势作用。电子束加工是特种加工中高能束加工的一个分支,赝火花电子束是脉冲电子束的一种,是一种基于气体放电的脉冲电子束,具有高电流,断脉宽,搞重复频率和自聚焦等利于加工的特性。在电子束表面处理过程中,电子作为载能粒子,入射电子束与材料作用,电子的动能转变为热能,从而改善材料的表面特性。本文介绍了赝火花电子束表面处理的实验系统,该系统主要包括:真空腔、赝火花放电腔、高电压脉冲网络,二级真空泵系统、气体质量流量控制器、气压计、高压脉冲触发网络、脉冲电子束高压探针、脉冲电子束电流探针及移动工件平台等部分。首先,利用该实验平台完成赝火花电子与金属表面作用的实验观测、工艺参数的确立与优化。采用在赝火花电子束表面处理后,表面形成了微坑,微坑直径分布在0.2-2μm的范围内。借助于能谱仪分析,微坑的形成机理是由于次表层最先升温,低熔点元素喷发形成。借助于扫描电子显微镜分析,45钢赝火花表面处理后的截面形貌,重熔层厚度为2μm左右,处理层厚度为5μm。其次,借助扫描电子显微镜与能谱仪,对赝火花电子束与45钢作用前后工件表面微观形貌的变化进行了分析研究。研究表明,通过优化赝火花电子束的加工参数,可实现对45钢表面不平整度和表面性能的改善。

关键词：魇火花电子束脉冲电子束表明处理 45钢

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电化学放电微孔加工材料去除过程建模

电化学放电微孔加工材料去除过程建模

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特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议

作者：唐伟东康小明赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

电化学放电加工是最近出现的加工陶瓷、玻璃等非导电材料的有效方法。当加工电压超过临界电压时,工具电极上由电解产生的气膜被击穿,发生电化学放电,释放热量,当工件离工具电极足够近时(一般小于25μm),发生材料去除。电化学放电加工是... 详细信息

电化学放电加工是最近出现的加工陶瓷、玻璃等非导电材料的有效方法。当加工电压超过临界电压时,工具电极上由电解产生的气膜被击穿,发生电化学放电,释放热量,当工件离工具电极足够近时(一般小于25μm),发生材料去除。电化学放电加工是受多个因素综合影响的复杂过程。为了深入理解电化学放电加工材料去除机理和机制,国内外学者对电化学放电加工进行了数学建模。不过目前的模型主要研究单火花蚀除情况,而实际加工中,电极上特别是电极底部有多个火花依次发生,且宏观上来看,火花出现在电极上的位置有随机性。为了更深入理解微孔加工中的材料去除机制,建立了一个三维有限元模型。该模型能反应电极底部火花出现的随机性,能更准确的体现电化学放电微孔加工实际情况。电化学放电加工数学建模中工件为一长方体,几何尺寸为1mm×1mm×0.4mm。工件上表面是火花作用的表面,其余5个表面绝热,加工时电极底部的放电火花直接作用于工件上,火花释放的热能在工件材料中传递,进而去除材料,火花的能量符合高斯分布。火花在电极底部产生的位置呈随机分布的特性,因此,可用一组随机函数来描述火花的位置。工件表面的热流密度体现了单个火花能量呈高斯分布的特点,又体现了火花放电位置随机产生的特性,接近实际电化学放电现象。基于推导的模型进行仿真,研究工件上表面坐标为(0.3、0.3、0.4mm)的a点的温度随时间的变化。研究发现,工件上某点的温度在上升后,如果长时间没有火花侵蚀,其温度下降得很快,为了提高材料去除效率,应该加强火花在工件上的积累叠加。一方面可采取缩小火花产生的范围,使火花在小范围内多次叠加,从而提高能量利用率,提升材料去除速度;另一方面可提高火花产生频率,增加单位时间内的火花数量,从而增大放电功率,提高加工效率。基于模型仿真,研究整个工件的全局加权平均温度随时间的变化。发现在初始的0-1.5ms区间,温度的平均增长速度为30K/ms,之后1.5-10ms的区间,温度的增长速度降为10.6 K/ms。这是由于加工开始时,工件为初始温度,火花温度与工件的温差大,并且火花与工件完全接触,这时火花的能量可完全传递到工件中,能量利用率高。随后,工件温度升高,火花与工件的温差变小,此外,工件表面的材料开始被去除,被去除的材料被空气填充,当火花再次发生时,由于有空气的隔离,而空气的热导率相对工件较小,因而能量利用率低,温度升高的速度也变慢。因此,加工中,应尽可能减小电极与工件间的间隙,使火花能完全达到工件表面,提高能量利用率,从而提升加工效率。

关键词：电化学放电多火花材料去除三维建模

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基于卡尔曼滤波和支持向量机的电火花加工极间状态识别

基于卡尔曼滤波和支持向量机的电火花加工极间状态识别

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特种加工技术智能化与精密化——第17届全国特种加工学术会议

作者：叶龙奚学程刘宏达陈默赵万生上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室

电火花极间放电状态是影响电火花加工效率和质量的重要因素,正确区分放电状态是高效伺服进给的前提。国内外提出的放电状态检测方法主要有阈值电路法(固定阈值与变动阈值等)、智能检测方法(神经网络、小波变换、神经模糊等)、多信息融合... 详细信息

电火花极间放电状态是影响电火花加工效率和质量的重要因素,正确区分放电状态是高效伺服进给的前提。国内外提出的放电状态检测方法主要有阈值电路法(固定阈值与变动阈值等)、智能检测方法(神经网络、小波变换、神经模糊等)、多信息融合法(音频信号检测法、多传感技术等),而将卡尔曼滤波应用到放电脉冲波形处理的工作集中在周明(自适应滤波)和奚学程(卡尔曼滤波器状态空间模型)的论文中。为了提高放电状态识别的准确性和稳定性、同时降低放电状态检测识别系统的成本和开发难度,本文提出了一种基于卡尔曼滤波和支持向量机(SVM)相结合的放电脉冲检测方法:通过采集极间电压和电流信号、并对极间电压信号进行卡尔曼滤波后,获得每个放电脉冲的电压和电流波形,然后以波形数据为样本进行训练得到放电脉冲的分类模型。为了验证方法的有效性,本文开发了基于嵌入式芯片STM32F407的放电状态识别系统,通过内置的DSP模块搭建了基于卡尔曼滤波和SVM的放电脉冲分类平台,利用此平台对六轴数控电火花机床的加工过程中的放电状态进行分析。为了验证卡尔曼滤波的效果,本文采集了圆孔加工实验中的电压波形,分别用数字低通滤波器和卡尔曼滤波器对其进行滤波处理,得到的结果显示卡尔曼滤波方法获得的分类波形具有更加明显的区分度。为了验证SVM分类器的预测效果,本文拾取滤波后的电压数据和原始电流数据作为分类器的属性值,建立放电脉冲的标签值,通过大量的数据进行交叉实验来训练SVM分类器,预测的结果表明,在一定加工条件下(使用HAN SPARK脉冲电源,圆孔加工,没有抬刀间隔),本文所提出的基于卡尔曼滤波和SVM的极间状态识别方法的识别准确率在99%以上,这表明本文提出的基于卡尔曼滤波和支持向量机的电火花放电脉冲检测系统可以准确地识别单个放电脉冲的类别,可作为极间状态判断和伺服进给策略的依据。由于分类器模型受惩罚参数C和径向基核函数的宽度参数g影响较大,本文设计了网格寻优和遗传算法寻优作为对比寻找最佳的(C,g)参数对,可根据不同的数据属性值自动得到最佳的分类效果,在保证分类准确度的同时降低了此种分类方法在使用上的难度。

关键词：极间状态检测支持向量机卡尔曼滤波电火花加工

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基于虚拟开车环境的自闭症儿童脑电样本熵

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物理学报 2016年第10期65卷 330-341页

作者：雷敏孟光张文明 Nilanjan Sarkar 上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室振动所上海200240 Robotics and Autonomous Systems Laboratory Department of Mechanical Engineering Vanderbilt University USA

自闭症谱系障碍是一种涉及感觉、情感、记忆、语言、智力、动作等认知功能和执行功能障碍的精神疾病.本文从神经工效学角度出发,用虚拟开车环境作为复杂多任务激励源将大脑系统与人体动作控制等有机地结合起来,通过对脑电信号的滑动平... 详细信息

自闭症谱系障碍是一种涉及感觉、情感、记忆、语言、智力、动作等认知功能和执行功能障碍的精神疾病.本文从神经工效学角度出发,用虚拟开车环境作为复杂多任务激励源将大脑系统与人体动作控制等有机地结合起来,通过对脑电信号的滑动平均样本熵分析来探索自闭症儿童在虚拟开车环境中的脑活动特征.研究发现不论是休息状态还是开车状态,自闭症患者的滑动平均样本熵总体上低于健康者,尤其在前额叶、颞叶、顶叶和枕叶功能区,表明自闭症儿童的行为适应性较低.不过,自闭症患者的开车状态与健康受试者的休息状态比较接近,表明虚拟开车环境或许有助于自闭症患者的干预治疗.此外,自闭症患者在颞叶区呈现显著性右半球优势性.本研究为进一步深入开展自闭症疾病的机理研究及其诊断、评估和干预等研究提供一种新的研究思路.

关键词：自闭症虚拟开车样本熵脑电信号

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