检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第5期61卷 74-86页

作者：陈东菊张璇潘日孙锟范晋伟北京工业大学机械与能源工程学院北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124

由于润滑介质是气体,空气静压轴承具有刚度低、稳定性差的缺点,因此将弹性节流器引入空气静压轴承来提高空气静压轴承动态特性和稳定性。首先采用双向流-固耦合的方法对该空气静压轴承耦合模型进行求解,在轴承静态平衡状态的基础上根据... 详细信息

由于润滑介质是气体,空气静压轴承具有刚度低、稳定性差的缺点,因此将弹性节流器引入空气静压轴承来提高空气静压轴承动态特性和稳定性。首先采用双向流-固耦合的方法对该空气静压轴承耦合模型进行求解,在轴承静态平衡状态的基础上根据差分法得到了轴承的动态系数。然后结合气膜的非线性动态特性建立了轴承-转子动力学模型及方程,通过对主轴振动信号的求解及处理获得带有弹性节流器空气静压主轴的时域特性及频域特性,并与传统空气静压轴承进行对比。最后对固体弹性节流器在流-固耦合过程中的应力、应变及变形情况进行了稳定性分析。结果表明该轴承提高了气膜的动态系数,能够使主轴的振动位移减少12%以上,提高了主轴的共振频率,降低了谐振带宽,并且弹性节流器具有良好稳定性,所设计的弹性节流空气静压轴承有效地改善了主轴的动态性能。

关键词：空气静压轴承弹性节流器动态特性回转稳定性

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基于数字孪生的机身对接精度优化控制方法

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浙江大学学报（工学版） 2023年第5期57卷 883-891页

作者：赵永胜赵志勇李迎张涛北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100020 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100020 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100020

针对传统对接方法在缺少现场实测数据支持下的被动调整问题,提出基于数字孪生的机身对接精度优化控制方法.基于数字孪生虚实结合技术,研究机身对接工艺优化反馈控制技术.搭建融合冗余控制算法和工艺优化策略的数字孪生系统,明确了基于... 详细信息

针对传统对接方法在缺少现场实测数据支持下的被动调整问题,提出基于数字孪生的机身对接精度优化控制方法.基于数字孪生虚实结合技术,研究机身对接工艺优化反馈控制技术.搭建融合冗余控制算法和工艺优化策略的数字孪生系统,明确了基于现场实测数据的测量-优化-反馈精度优化流程.基于有限状态机理论,精准重建数字孪生模型,实现对接过程的监控和精度预测,根据同轴度评价指标完成工艺参数二次设计,将优化后的工艺参数重新下发至物理现场、控制现场进行对接.对接位姿偏差对比结果表明:对接精度优化控制方法将机身筒段位置偏差降低了60.03%,姿态偏差降低了53.94%.

关键词：数字孪生机身对接模型重构参数优化优化控制

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重型数控机床-基础系统低频隔振研究

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噪声与振动控制 2024年第1期44卷 226-233页

作者：苏贺旺刘志峰李彦生姜凯张建涛北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124 吉林大学数控装备可靠性教育部重点实验室长春130000

为解决低频环境振动导致重型数控机床加工精度降低问题,考虑机床与振源距离、振动频率等因素,采用Plaxis建立基于黏弹性人工边界的振源-土体-隔振沟三维模型,系统分析空沟、填充沟的参数(深度、宽度、距离、填充材料等)对隔振效果的影响... 详细信息

为解决低频环境振动导致重型数控机床加工精度降低问题,考虑机床与振源距离、振动频率等因素,采用Plaxis建立基于黏弹性人工边界的振源-土体-隔振沟三维模型,系统分析空沟、填充沟的参数(深度、宽度、距离、填充材料等)对隔振效果的影响,并首次提出空沟-泡沫填充沟的组合形式。结果表明,隔振沟深度是决定性因素,隔振沟距离越远隔振效率相对越低,空沟宽度影响很小,泡沫填充沟宽度的影响小于深度,双泡沫填充沟方案是比单泡沫沟更经济有效的替代方案,而空沟-泡沫填充沟的隔振性能更好且结构更稳定,最终,将此新型组合隔振形式应用到机床隔振,优化隔振沟参数后可将振动响应降低到原来的15%以下,有效降低环境振动对机床的影响。

关键词：振动与波重型数控机床隔振沟有限元分析

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考虑多源误差影响的谐波减速器传动误差建模与分析

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1023-1035页

作者：杨聪彬李文汉张涛刘志峰赵永胜北京工业大学先进制造与智能技术研究所/先进制造技术北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124 吉林省高端数控装备先进制造与智能技术重点实验室吉林长春130012

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心... 详细信息

为解决现有谐波减速器传动误差建模方法的不足,提出一种考虑装配误差、齿面误差的综合误差建模方法。该方法首先建立装配误差和齿面误差数学模型,并进行误差影响参数分析。其次,测量实验样机装配偏心量和歪斜角度,基于模型得到对应偏心误差、歪斜误差模型理论值,齿面加工误差幅值按一般加工工况大小代入模型,得到对应加工误差模型理论值;然后,分别进行500 h、1500 h、3000 h时长的磨损实验,磨损后进行齿面形貌扫描和数据分析,得到对应的齿面形貌参数,基于模型得到对应的磨损误差模型理论值。最后,综合考虑多源误差影响,设置3组同型号样机,进行传动误差实验。实验结果表明:考虑装配偏心、歪斜和齿面加工等影响因素,传动误差的实验测量值与模型理论值误差在1.7~3.3%之间;综合考虑装配偏心、歪斜、齿面加工、齿面磨损等影响因素,在磨损500 h、1500 h、3000 h后传动误差的实验测量值与模型理论值误差分别在-3.45~2.07%、-5.88~-2.94%、1.33~5.33%之间。

关键词：谐波减速器多源误差影响参数分析传动误差建模模型验证

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空气静压主轴宏微尺度研究进展综述

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北京工业大学学报 2023年第5期49卷 577-596页

作者：陈东菊张璇孙锟李天宝陈芳北京工业大学材料与制造学部北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124 北京市第九中学北京100041

空气静压主轴作为精密超精密机床的关键部件,其回转精度高,运转平稳,振动及噪声较传统轴承小,高速回转时的温升较小.但其存在刚度和承载力较差的问题.因而,有必要对现有的空气静压主轴重要研究成果进行系统的总结及分析.回顾空气静压主... 详细信息

空气静压主轴作为精密超精密机床的关键部件,其回转精度高,运转平稳,振动及噪声较传统轴承小,高速回转时的温升较小.但其存在刚度和承载力较差的问题.因而,有必要对现有的空气静压主轴重要研究成果进行系统的总结及分析.回顾空气静压主轴的历史发展及研究成果,空气静压主轴的主要研究目的在于提高其承载力和刚度,改善动/静压特性以及稳定性等,并通过改进雷诺方程以及优化结构参数进行实现.同时其微尺度特性也成为研究的热点,研究结果表明,微尺度特性对于主轴的承载力以及刚度等具有重要影响.该研究从空气静压主轴的发展历程、静/动力学性能以及微尺度领域的黏度、速度滑移和稀薄效应等对空气静压主轴性能产生重要影响的因素进行综述和分析.结合现有的数值模拟方法,对主轴回转精度的测量和主轴运动状态进行了分析.最后,对空气静压主轴的研究发展趋势进行了预测.

关键词：空气静压主轴微尺度效应气体润滑动静态特性数值模拟回转精度

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基于相似理论的重型数控机床-基础系统位移变形研究

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机械工程学报 2022年第7期58卷 309-316页

作者：张建涛刘志峰李彦生姜凯杨聪彬张彩霞北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124 吉林大学数控装备可靠性教育部重点实验室长春130025

提升重型数控机床的加工精度是高端装备领域的研究热点,然而关于基础沉降变形对机床精度的影响这一问题却少有研究。为了研究由基础沉降变形引起重型数控机床加工精度变化的规律,基于欧拉伯努利梁单元理论,考虑基础和机床相互耦合作用关... 详细信息

提升重型数控机床的加工精度是高端装备领域的研究热点,然而关于基础沉降变形对机床精度的影响这一问题却少有研究。为了研究由基础沉降变形引起重型数控机床加工精度变化的规律,基于欧拉伯努利梁单元理论,考虑基础和机床相互耦合作用关系,建立起机床结构-基础系统的一体化变形协调方程,以横梁中点位姿变化为目标,进行整体刚度矩阵求解过程中的节点坐标标定方案分析;根据相似理论,构造重型数控机床-基础系统的缩尺模型,分析设计的缩尺模型和机床原尺模型之间静力位移变形关系,给出缩尺模型和原尺模型的映射规律,为有效解决基础沉降引起的机床精度变化和精度补偿提供依据和技术支撑。

关键词：重型数控机床基础沉降梁单元相似理论缩尺模型

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混凝土徐变诱导下重型机床基础栓接性能研究

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机械工程学报 2025年

作者：姜凯刘志峰陈传海张涛重庆理工大学机械工程学院吉林大学数控装备可靠性教育部重点实验室北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试重点实验室

基础栓接性能是影响重型机床精度保持性的重要环节，混凝土基础长期受百吨级负载作用发生不均匀沉降变形，导致基础栓接性能退化。为了揭示徐变诱导下重型机床基础栓接性能退化规律，基于龄期调整的有效模量法，提出具有老化系数的混凝... 详细信息

基础栓接性能是影响重型机床精度保持性的重要环节，混凝土基础长期受百吨级负载作用发生不均匀沉降变形，导致基础栓接性能退化。为了揭示徐变诱导下重型机床基础栓接性能退化规律，基于龄期调整的有效模量法，提出具有老化系数的混凝土徐变模型，并完成基础沉降实验验证；推导基础徐变内应力松弛方程，联合玻尔兹曼线性叠加原理和螺栓拧紧力矩方程，建立具有时变效应的螺栓连接刚度降阶模型，揭示时间、混凝土等级及加载龄期等对基础栓接性能的影响规律，阐明重型机床基础栓接性能退化行为，有效解决重型机床服役过程中基础栓接性能预测与评估的科学难题。

关键词：重型机床栓接性能混凝土基础徐变

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面向筋板布局的机床基础件立柱的多目标拓扑优化

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北京工业大学学报 2025年第3期51卷 241-249页

作者：牛鹏程强杨聪彬刘志峰北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124 吉林大学数控装备可靠性教育部重点实验室长春130022

为提高机床关键基础大件立柱的综合性能,通过振动噪声测试分析系统,开展不同方向上某机床立柱的敲击测试实验,以得到其全部模态。在实验结果分析基础上,利用Abaqus软件进行面向筋板布局的立柱多目标拓扑优化分析。根据分析结果,修整并... 详细信息

为提高机床关键基础大件立柱的综合性能,通过振动噪声测试分析系统,开展不同方向上某机床立柱的敲击测试实验,以得到其全部模态。在实验结果分析基础上,利用Abaqus软件进行面向筋板布局的立柱多目标拓扑优化分析。根据分析结果,修整并重构新的立柱筋板布局。优化前后立柱有限元分析对比显示,其质量减轻10.09%,最大变形量减少5%,固有频率亦有一定程度提升。优化结果表明所进行的工作,既减轻了立柱整体质量,节省了立柱工程用料,又在一定程度上提升了其动静态性能。

关键词：数控机床机床立柱筋板布局多目标优化拓扑优化轻量化设计

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基于多目标差分进化算法的机加工柔性作业车间调度

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北京工业大学学报 2023年第3期49卷 335-345页

作者：程强高元杰初红艳张彩霞刘志峰北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124

柔性作业车间的多品种、多件数导致调度难度大、耗费时间较长和成本较高,为此,以最大完工时间、能耗和刀具损耗数量为优化目标,考虑返工、次序的准备时间和批量调度约束,建立了多目标机加工柔性作业车间调度模型.提出一种引入综合考虑... 详细信息

柔性作业车间的多品种、多件数导致调度难度大、耗费时间较长和成本较高,为此,以最大完工时间、能耗和刀具损耗数量为优化目标,考虑返工、次序的准备时间和批量调度约束,建立了多目标机加工柔性作业车间调度模型.提出一种引入综合考虑能耗和加工时间的轮盘赌初始化策略.针对传统差分进化算法交叉得到的子代机器部分质量较差,提出一种机器选择的策略,以此对差分进化算法进行了改进.将改进后的差分进化算法应用于机加工柔性作业车间调度,并与传统差分进化算法在机加工柔性作业车间调度进行多组实验对比.结果表明:改进差分进化在机加工柔性作业车间调度较传统差分进化算法具有收敛速度较快、鲁棒性较好的优点,优化后各机器负载更为均衡,可有效解决多目标机加工柔性作业车间调度问题,为多品种、多件数类排产任务提供了一种良好的指导方案.

关键词：柔性作业车间差分进化算法多目标优化机加工批量调度返工

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基于多尺度下塑性指数模型的结合面接触刚度计算方法

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振动与冲击 2022年第3期41卷 115-122,164页

作者：赵永胜牛娜娜杨聪彬刘志峰姜凯孟令军北京工业大学先进制造与智能技术研究所北京100124 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械工业重型机床数字化设计与测试技术重点实验室北京100124

螺栓连接结合面的接触特性是影响机械系统动静态特性的关键。当结合面处于振动疲劳状态时,会导致阻尼增大和共振频率减小,因此建立精确的栓接结合面接触模型对研究整个机床的动态特性有着十分重要的意义。结合Greenwood和Williamson给... 详细信息

螺栓连接结合面的接触特性是影响机械系统动静态特性的关键。当结合面处于振动疲劳状态时,会导致阻尼增大和共振频率减小,因此建立精确的栓接结合面接触模型对研究整个机床的动态特性有着十分重要的意义。结合Greenwood和Williamson给出的塑性指数表达式、统计学的粗糙度参数和分形参数,建立了与微凸体频率序数相关的塑性指数模型,从而根据塑性指数得到微凸体弹性-弹塑性-塑性变形的临界频率序数,并基于赫兹接触理论,通过对不同频率区间内微凸体的积分得到整个结合面的接触载荷和接触刚度。最后,通过有限元仿真与试验相结合共同验证了理论模型的正确性,证明该理论模型具有较强的工程应用价值。

关键词：结合面分形理论塑性指数频率序数接触刚度

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