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航空学报 2017年第2期38卷 299-308页

作者：刘凯曹毅周睿葛姝翌丁锐江南大学机械工程学院无锡214122 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡214122

为提高平板折展机构(LEMs)的灵活性,提出了一种能实现平面内及平面外转动的二自由度柔性铰链。首先,综合椭圆柔性铰链与LET柔性铰链的结构特点,设计了二自由度平板折展柔性铰链;其次,利用弹簧模型推导了该铰链两个方向的转动等效刚度计... 详细信息

为提高平板折展机构(LEMs)的灵活性,提出了一种能实现平面内及平面外转动的二自由度柔性铰链。首先,综合椭圆柔性铰链与LET柔性铰链的结构特点,设计了二自由度平板折展柔性铰链;其次,利用弹簧模型推导了该铰链两个方向的转动等效刚度计算模型,并通过设计实例的理论计算与有限元仿真分析对比,验证了两个理论模型的正确性;然后,探讨了各结构参数对铰链两种转动刚度的影响;最后,以提高二自由度平板折展柔性铰链的转动性能为目标,建立了其优化设计模型,并采用自适应粒子群优化算法对该铰链的结构参数进行了优化。优化结果表明:铰链y轴方向转动刚度下降了83.60%,z轴方向转动刚度下降了92.73%,二自由度平板折展柔性铰链两个方向的转动性能都得到了极大的提升,优化结果完全符合预期。

关键词：平板折展机构(LEMs) 二自由度平板折展柔性铰链刚度模型有限元分析参数优化

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大型漂浮式风电装备耦合动力学研究:历史、进展与挑战

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力学进展 2022年第4期52卷 731-808页

作者：温斌荣田新亮李占伟彭志科上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院南京航空航天大学直升机传动技术国家级重点实验室上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室宁夏大学机械工程学院

风电是可再生能源的主力军,在优化能源结构、缓解气候变化方面发挥着重要作用.经过数十年的发展,风电装备逐渐向大型化和离岸化方向发展,并由此形成“由陆向海,由浅入深,由固定式向漂浮式”的演变之路.在水深大于50米的深远海域,采用漂... 详细信息

风电是可再生能源的主力军,在优化能源结构、缓解气候变化方面发挥着重要作用.经过数十年的发展,风电装备逐渐向大型化和离岸化方向发展,并由此形成“由陆向海,由浅入深,由固定式向漂浮式”的演变之路.在水深大于50米的深远海域,采用漂浮式支撑基础搭载大型或超大型风电机组是兼顾技术可行度和成本优势的理想选择.如今,大型漂浮式风机已成为下一代深远海风能大规模开发的主力装备,是深化海洋风能开发的先导战略性高端装备,是风电领域的研究热点和技术高地.本文围绕大型漂浮式风电装备耦合动力学问题,综述了国内外浮式风电技术的发展历程和研究现状,结合作者团队多年的研究与实践经验,介绍了浮式风机耦合动力学及其优化控制中的基础问题与研究现状,总结了现阶段浮式风机耦合动力学研究中的困难与挑战,为浮式风电研究人员提供参考.

关键词：浮式风机耦合动力学空气动力学模型试验半实物试验振动控制

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完全解耦3T2R并联机器人构型综合方法

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航空学报 2016年第6期37卷 1983-1991页

作者：秦友蕾曹毅陈海葛姝翌周辉江南大学机械工程学院无锡214122 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡214122

针对并联机构内部耦合性带来运动学和动力学分析困难的问题,基于GF集理论提出一种简单而有效的三移动两转动(3T2R)完全解耦构型综合方法。首先,阐述GF集并联机器人构型理论;其次,根据GF集的求和运算和转动轴线迁移定理,给出了机构输入... 详细信息

针对并联机构内部耦合性带来运动学和动力学分析困难的问题,基于GF集理论提出一种简单而有效的三移动两转动(3T2R)完全解耦构型综合方法。首先,阐述GF集并联机器人构型理论;其次,根据GF集的求和运算和转动轴线迁移定理,给出了机构输入运动副选择原则以及解耦支链设计准则;按照完全解耦并联机构设计步骤,列举出了3T2R并联机构各解耦分支运动链,综合出了含有单、双驱动支链的3T2R五自由度完全解耦并联机构,得到了大量新构型;通过所综合出的一种新型并联机构,运用约束螺旋法对机构的自由度数目和运动特性进行分析,根据机构输入与输出参数间关系式,求解得到机构雅可比矩阵,验证了机构的解耦特性,进一步证明了该构型方法的有效性。研究对解耦并联机构的构型设计具有理论指导意义。

关键词：并联机构构型设计 GF集完全解耦雅可比矩阵

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五轴侧铣加工3D刀具半径补偿研究

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组合机床与自动化加工技术 2011年第9期 1-3,7页

作者：李芝春王宇晗金永乔上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为了解决五轴联动侧铣加工3D刀具半径补偿的难题,建立了三维空间刀具半径补偿模型;通过对刀具空间不同位姿的异面法矢的最佳补偿点的求取,避免了空间投影造成的误差,解决了五轴轨迹空间转角的半径补偿问题。论文提出的空间半径补偿算法... 详细信息

为了解决五轴联动侧铣加工3D刀具半径补偿的难题,建立了三维空间刀具半径补偿模型;通过对刀具空间不同位姿的异面法矢的最佳补偿点的求取,避免了空间投影造成的误差,解决了五轴轨迹空间转角的半径补偿问题。论文提出的空间半径补偿算法已集成在五轴联动数控系统中,通过加工实验进行了验证。

关键词：五轴数控系统五轴侧铣 3D刀具半径补偿

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三平移混联机构型综合

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中国机械工程 2017年第3期28卷 258-266页

作者：葛姝翌曹毅周睿朱景原丁泽华江南大学机械工程学院无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡214122 上海交通大学系统控制与信息处理教育部重点实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对三平移三自由度混联机构,基于分形理论和机构拓扑图,提出了一种有效的型综合与分析方法。首先,介绍了机构拓扑图和分形理论的概念及联系;其次,叙述了机构的运动特征和运算法则;再次,建立了混联机构与分形的关系模型,从而归纳出混联... 详细信息

针对三平移三自由度混联机构,基于分形理论和机构拓扑图,提出了一种有效的型综合与分析方法。首先,介绍了机构拓扑图和分形理论的概念及联系;其次,叙述了机构的运动特征和运算法则;再次,建立了混联机构与分形的关系模型,从而归纳出混联机构构型综合的具体步骤,并综合出具有三平移运动特征的混联机构;最后,提出了混联机构运动特征的分析方法,并按该方法分析了所综合出的三平移混联机构的末端运动特征,从而验证了该构型的正确性,证实了所提出方法的可行性。

关键词：混联机构构型综合分形理论三平移

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完全各向同性解耦3T1R型并联机器人构型综合

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上海交通大学学报 2016年第5期50卷 702-709页

作者：曹毅秦友蕾陈海刘凯周辉江南大学机械工程学院江苏无锡214122 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学系统控制与信息处理教育部重点实验室上海200240 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

为综合得到完全各向同性解耦并联机器人构型,基于GF集理论提出了一种简单而有效的构型综合方法.阐述GF集的基本概念、运算法则,转动特征存在条件;给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则,确保了并联机构运动各向同性及解耦性;根据该... 详细信息

为综合得到完全各向同性解耦并联机器人构型,基于GF集理论提出了一种简单而有效的构型综合方法.阐述GF集的基本概念、运算法则,转动特征存在条件;给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则,确保了并联机构运动各向同性及解耦性;根据该构型综合原理,实现了3T1R的4自由度完全各向同性解耦并联机构型综合,得到了大量新构型;针对所综合的一种新型并联机构,运用螺旋理论求解其机构的自由度并推导其雅克比矩阵,验证了该机构的完全各向同性,也进一步证明了该构型综合方法的有效性.

关键词：并联机构型综合 GF集完全各向同性解耦

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基于G_F集的锻造操作机构型方法

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机械工程学报 2008年第11期44卷 152-159页

作者：余发国高峰史巧硕燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 河北工业大学计算机科学与软件学院天津300130

为了发展新型锻造操作机,提出基于G_F集的锻造操作机构型方法及其构型法则。阐述一种包含移动项和转动项且转动项转动轴线交于一点的特殊集合G_F集的概念及构型特点:研究G_F集中移动项对转动项转动轴线位置的影响,提出并证明了移动对转... 详细信息

为了发展新型锻造操作机,提出基于G_F集的锻造操作机构型方法及其构型法则。阐述一种包含移动项和转动项且转动项转动轴线交于一点的特殊集合G_F集的概念及构型特点:研究G_F集中移动项对转动项转动轴线位置的影响,提出并证明了移动对转动轴线位置影响定理,基于此定理定义了G_F集的求和与求交的运算法则;将锻造操作机要求实现的运动分解为由钳杆提升、俯仰和沿操作机前进方向的运动组成的主运动以及由操作机侧移和侧摆组成的次运动两部分,从这两部分的运动入手,采用G_F集方法构造出一系列锻造操作机。从锻造操作机的构型过程来看G_F集方法是一种直观的构型方法,该方法为锻造操作机构型提供了一种新思路。

关键词： GF集锻造操作机轴线位置构型

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基于GF集的三自由度移动并联机构构型研究

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上海交通大学学报 2008年第7期42卷 1109-1115页

作者：史巧硕高峰余发国河北工业大学计算机科学与软件学院天津300130 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

GF集是对机构末端的运动特征进行描述的集合.介绍GF集的基本概念、求交运算法则和基于GF集的并联机构构型理论,提出了基于GF集的三自由度移动并联机构构型方法.根据该构型理论,得到可构成三自由度移动并联机构的GF集的各种组成方式,并... 详细信息

GF集是对机构末端的运动特征进行描述的集合.介绍GF集的基本概念、求交运算法则和基于GF集的并联机构构型理论,提出了基于GF集的三自由度移动并联机构构型方法.根据该构型理论,得到可构成三自由度移动并联机构的GF集的各种组成方式,并列举出具有确定运动特征的支链,利用这些支链构造了三自由度移动并联机构.最后,根据GF集的求交运算法则,分析了一种具有三自由度移动特征的并联机构.

关键词：并联机构机构构型三自由度

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含油膜轴承的高速双悬臂转子随机不平衡振动特性实验

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航空动力学报 2018年第2期33卷 282-289页

作者：宾光富李鸿光王钢李学军湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

建立了含圆瓦轴承的双悬臂转子系统动力学模型,分析了不平衡激励与系统动力学响应的关联。采用升速和定速实验分别研究悬臂圆盘不平衡典型组合下幅值大小、轴向位置和相位差对跨2阶临界转速转子系统振动响应的影响。结果表明:右盘不平衡... 详细信息

建立了含圆瓦轴承的双悬臂转子系统动力学模型,分析了不平衡激励与系统动力学响应的关联。采用升速和定速实验分别研究悬臂圆盘不平衡典型组合下幅值大小、轴向位置和相位差对跨2阶临界转速转子系统振动响应的影响。结果表明:右盘不平衡对1阶振动敏感,而左盘不平衡则对2阶敏感;同相比反相不平衡激发倍频成分丰富,且能抑制1/2分频;适量不平衡可引发转子振幅超过联轴器许用误差补偿值而导致"共振高频带"现象。

关键词：随机不平衡双悬臂转子油轴承振动特性共振高频带

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一移两转平板折展柔性铰链的建模及优化

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浙江大学学报（工学版） 2017年第12期51卷 2399-2407页

作者：刘凯曹毅周睿葛姝翌丁锐江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江南大学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

为提高平板折展机构(LEMs)的灵活性,提出一种一移两转三自由度平板折展柔性铰链.综合考虑各柔性片段的变形特点,设计一移两转平板折展柔性铰链的外形结构;利用等效弹簧模型推导该铰链沿x轴、y轴方向的转动等效刚度及沿x轴方向的移动等... 详细信息

为提高平板折展机构(LEMs)的灵活性,提出一种一移两转三自由度平板折展柔性铰链.综合考虑各柔性片段的变形特点,设计一移两转平板折展柔性铰链的外形结构;利用等效弹簧模型推导该铰链沿x轴、y轴方向的转动等效刚度及沿x轴方向的移动等效刚度的理论计算模型,并通过设计实例的理论计算结果和仿真分析结果对比,验证刚度计算模型的正确性;探讨各结构参数对3种等效刚度的影响灵敏度;以提高铰链的转动性能和移动性能为目标,构建一移两转平板折展柔性铰链的多目标加权优化模型,并利用基于罚函数的粒子群算法对各结构参数进行优化.结果表明:优化后的一移两转平板折展柔性铰链的各项性能都有较大提升,优化模型具备可行性.

关键词：平板折展机构(LEMs) 一移两转柔性铰链等效刚度灵敏度分析参数优化

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