检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2017年第1期53卷 150-156页

作者：李祥飞赵欢赵鑫丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

在多轴数控加工中,轮廓误差直接决定零件最终加工精度。交差耦合控制和任务坐标系法通过估计轮廓误差,并设计轮廓跟踪控制器来提高轮廓精度。这两种方法存在大曲率位置轮廓误差估计精度差,轮廓控制增益整定依赖于工程经验等问题。为此,... 详细信息

在多轴数控加工中,轮廓误差直接决定零件最终加工精度。交差耦合控制和任务坐标系法通过估计轮廓误差,并设计轮廓跟踪控制器来提高轮廓精度。这两种方法存在大曲率位置轮廓误差估计精度差,轮廓控制增益整定依赖于工程经验等问题。为此,从伺服轴动态特性匹配出发,提出了一种基于轮廓误差精确计算的轮廓误差补偿控制方法。根据足点定义,采用解析方法快速准确计算轮廓误差。将轮廓误差分量分别补偿到各伺服轴的速度环和转矩环,提高各伺服轴动态特性的匹配程度。采用两维和三维NURBS曲线开展轮廓跟踪试验。试验结果表明:所提出的轮廓误差计算方法可以精确求解轮廓误差;所提出的轮廓误差补偿控制方法不需要建立轮廓误差与伺服跟踪误差间的映射关系,且可通过调整控制器增益定量显著减小轮廓误差。

关键词：动态特性匹配轮廓误差轮廓控制补偿

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等离子无模成形叶轮的应力场分析与校核

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焊接学报 2007年第6期28卷 49-52,56页

作者：吴圣川张海鸥王桂兰熊新红华中科技大学数字制造与装备技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

等离子熔积无模成形是急速加热快速凝固的短流程制造技术,如何避免制件的热裂纹是该技术的关键,而热裂纹的产生取决于成形过程温度场与应力场的分布特征。用有限元法对预热和水冷两种温控方案进行了模拟仿真,对比分析可知,较预热成形,... 详细信息

等离子熔积无模成形是急速加热快速凝固的短流程制造技术,如何避免制件的热裂纹是该技术的关键,而热裂纹的产生取决于成形过程温度场与应力场的分布特征。用有限元法对预热和水冷两种温控方案进行了模拟仿真,对比分析可知,较预热成形,水冷成形零件表面质量良好、热裂倾向低。随后依水冷条件按跳跃路径计算了叶轮成形过程的热应力场。结果表明,该方案所得零件的温度场较均匀,热应力和热裂倾向显著降低,工艺合理,有利提高成形性。

关键词：等离子无模成形高能束应力场有限元法热裂倾向

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基于双向渐进结构优化法的柔性机构设计

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机械工程学报 2021年第19期57卷 39-47页

作者：何健何猛夏凉史铁林华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

基于双向渐进结构优化法提出一种面向柔性机构的拓扑优化设计策略。由于采用0/1离散拓扑设计变量和启发式变量更新机制,双向渐进结构优化法一般适用于结构刚度相关的凸优化设计问题。柔性机构以最大化驱动端的位移为设计目标,属于典型... 详细信息

基于双向渐进结构优化法提出一种面向柔性机构的拓扑优化设计策略。由于采用0/1离散拓扑设计变量和启发式变量更新机制,双向渐进结构优化法一般适用于结构刚度相关的凸优化设计问题。柔性机构以最大化驱动端的位移为设计目标,属于典型的非凸优化问题,难以直接应用该方法开展相应的设计。针对于此,通过定义一种由驱动位移和刚度特性(柔顺度)加权平均的优化目标函数,实现基于双向渐进结构优化法的柔性机构设计。该优化目标函数具有双重功效:①通过逐步(设计迭代步)衰减刚度特性的贡献,实现优化问题由刚度设计向驱动设计的动态演化,可应用双向渐进结构优化法开展机构的拓扑构型设计;②通过调节加权系数,实现对设计机构的驱动性能和刚度特性的灵活匹配调控,可有效抑制铰链的形成、防止应力集中引起的失效。典型算例的设计结果显示,提出的发展的演化式设计策略可实现稳健且高效的柔性机构设计。

关键词：柔性机构拓扑优化双向渐进结构优化法动态演化驱动设计

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基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间调度

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机械工程学报 2010年第11期46卷 156-164页

作者：张超勇董星王晓娟李新宇刘琼华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

采用多目标进化算法解决具有工件释放时间、工件目标差异的柔性作业车间调度问题。依据实际制造系统中存在较多的最大完工时间、平均流经时间、总拖期时间、机器总负荷、瓶颈机器负荷和生产成本性能指标,建立多目标柔性作业车间调度模... 详细信息

采用多目标进化算法解决具有工件释放时间、工件目标差异的柔性作业车间调度问题。依据实际制造系统中存在较多的最大完工时间、平均流经时间、总拖期时间、机器总负荷、瓶颈机器负荷和生产成本性能指标,建立多目标柔性作业车间调度模型。针对柔性作业车间调度问题的特点,设计一种扩展的基于工序的编码及其主动调度的解码机制,以及初始解产生机制和有效的交叉、变异操作;针对非支配排序遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)在非支配解排序和精英选择策略方面的不足,设计一种改进的非支配排序遗传算法,应用改进的算法求解柔性作业车间调度问题得到一组Pareto解集,并运用层次分析法选出最优妥协解。通过测试基准和模拟实际生产的实例,验证提出算法的可行性和有效性。

关键词：柔性作业车间调度多目标进化算法非支配排序遗传算法层次分析法

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面向复杂曲面加工的虚拟夹具辅助机器人示教编程研究

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中国机械工程 2021年第14期32卷 1716-1725页

作者：葛科迪赵欢陈鹏飞丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

为解决面向复杂曲面加工的机器人示教编程中虚拟夹具构造困难、难以依据操作者意图自适应调整等问题,提出一种虚拟夹具离线构造和在线迭代更新的辅助机器人示教编程策略。采用示教曲面流形离线构造先验虚拟夹具,若先验虚拟夹具吻合待加... 详细信息

为解决面向复杂曲面加工的机器人示教编程中虚拟夹具构造困难、难以依据操作者意图自适应调整等问题,提出一种虚拟夹具离线构造和在线迭代更新的辅助机器人示教编程策略。采用示教曲面流形离线构造先验虚拟夹具,若先验虚拟夹具吻合待加工曲面,则利用弹簧阻尼系统对示教路径偏差进行在线补偿,否则通过虚拟夹具刚柔性自适应调整实现迭代修正。研究结果表明,由曲面流形构造虚拟夹具简单且具有泛化特性,提高了复杂曲面虚拟夹具构造效率;以正弦/风扇轨迹作为虚拟夹具辅助示教,能使辅助示教路径位置误差、姿态误差分别降低至少84%、81%,并能根据操作者意图自适应调整虚拟夹具以更加吻合目标曲面。

关键词：机器人示教编程复杂曲面虚拟夹具曲面流形操作者意图

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铝合金中厚板高功率激光搅拌焊气孔缺陷工艺调控

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焊接学报 2021年第12期42卷 26-33,I0002页

作者：杨文耿韶宁蒋平韩楚顾思远华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

高功率激光焊接为铝合金中厚板高质高效焊接提供了有效手段,然而面临焊缝气孔多发的问题.文中开展了铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接气孔缺陷的工艺调控研究,阐明了搅拌振幅和搅拌频率对接头气孔率的影响,并提出了工艺参数优化方法.结... 详细信息

高功率激光焊接为铝合金中厚板高质高效焊接提供了有效手段,然而面临焊缝气孔多发的问题.文中开展了铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接气孔缺陷的工艺调控研究,阐明了搅拌振幅和搅拌频率对接头气孔率的影响,并提出了工艺参数优化方法.结果表明,搅拌振幅主要影响光束运动轨迹横向分布和小孔开口面积;搅拌频率主要影响激光光束运动速度和对后方熔池的搅拌次数;搅拌振幅和频率越大,气孔抑制效果越明显,但焊缝熔深难以满足应用要求;通过控制光束运动轨迹和能量密度,可以实现工艺参数的设计,获得大熔深、少气孔的最佳工艺区间,最终得到熔深高达6.4 mm的少气孔焊接接头.

关键词：铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接气孔抑制工艺调控

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面向低碳的切削参数与调度集成优化

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机械工程学报 2017年第5期53卷 24-33页

作者：刘琼周迎冬张漪华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

为更好地降低制造过程碳排放,克服以往研究将切削参数与调度分开优化而忽略了他们之间复杂关联关系的局限性,提出一个以制造过程碳排放和完工时间最小为优化目标的切削参数与调度集成优化模型,考虑切削参数对加工时间、刀具磨损、机床... 详细信息

为更好地降低制造过程碳排放,克服以往研究将切削参数与调度分开优化而忽略了他们之间复杂关联关系的局限性,提出一个以制造过程碳排放和完工时间最小为优化目标的切削参数与调度集成优化模型,考虑切削参数对加工时间、刀具磨损、机床能耗的影响,继而影响到以完工时间和制造过程碳排放为优化目标的调度结果。针对集成优化模型中切削参数优化是连续优化问题而调度是离散优化问题的特点,改进了多目标万有引力搜索算法,在标准的万有引力搜索算法中加入交叉变异操作,使得切削参数在迭代的同时也能找出最优的调度排序。通过对实例结果的比较与分析,验证了所提集成优化模型在降低制造过程碳排放方面的有效性。

关键词：碳排放切削参数优化调度万有引力搜索算法

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一种基于混合遗传和粒子群的智能优化算法

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计算机研究与发展 2013年第11期50卷 2278-2286页

作者：马超邓超熊尧吴军数字制造装备与技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉430074

粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)原理简单、搜索速度快,但前期容易"早熟".遗传算法(genetic algorithm,GA)具有很强的全局搜索能力,但收敛精度不高.综合考虑二者优缺点,把遗传算子引入PSO算法中,并采用交叉搜索... 详细信息

粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)原理简单、搜索速度快,但前期容易"早熟".遗传算法(genetic algorithm,GA)具有很强的全局搜索能力,但收敛精度不高.综合考虑二者优缺点,把遗传算子引入PSO算法中,并采用交叉搜索的方法,调整惯性权重以及变异方式使粒子得到进化,当粒子种群进化到一定层度后,对部分粒子进行变异处理,这样不仅避免算法陷入局部最优解,而且获得较高收敛精度和执行能力,可解决工程中非线性、多极值的问题.据测试函数以及与其他寻优算法的对比分析表明,此混合策略在求解精度、搜索效率和处理不同复杂度问题等方面都有很好的优越性,具有满足工程需要的能力.

关键词：粒子群优化算法遗传算法混合智能收敛效率收敛精度执行力

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基于多种群遗传算法的一般机器人逆运动学求解

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机械工程学报 2017年第3期53卷 1-8页

作者：林阳赵欢丁汉华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

几何结构不满足Pieper准则的机器人被称为一般机器人,其逆运动学运算不能采用封闭解法,而采用数值解法又需要庞大的计算量,且存在奇异位置无法求解的问题。为此,将多种群遗传算法应用于运动学逆解运算,提出一种适用于一般机器人的高精... 详细信息

几何结构不满足Pieper准则的机器人被称为一般机器人,其逆运动学运算不能采用封闭解法,而采用数值解法又需要庞大的计算量,且存在奇异位置无法求解的问题。为此,将多种群遗传算法应用于运动学逆解运算,提出一种适用于一般机器人的高精度并行求逆算法。为避免机器人位姿收敛精度不同,该算法将目标函数分解为位置和姿态函数,同时引入适应度函数权值系数来平衡两函数收敛速度;为避免局部收敛,该算法采用多点交叉和均匀交叉相结合的交叉算子,并逐步增大均匀交叉概率来抑制短子串偏差,使搜索趋于稳健;为提高收敛速度,该算法采用动态变异率的变异算子,以及种群替代和个体替代相结合的移民算子来克服全局收敛的盲目性。以封闭解法和数值解法无法求逆的6R一般机械臂为对象,开展与单种群遗传算法的对比试验,结果表明:该算法可在避免局部收敛的基础上保证算法稳定性,且能够大幅提升收敛精度和速度。

关键词：一般机器人运动学逆解多种群遗传算法改进操作算子

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基于单一轴向磁化的钢管高速漏磁检测方法

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机械工程学报 2010年第10期46卷 8-13页

作者：孙燕华康宜华石晓鹏华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074

介绍现有复合磁化漏磁检测方法与装置并分析其局限性:相对螺旋推进的扫查探伤方式限制探伤速度,也难以完成不宜作旋转运动或带直线焊缝的钢管的检测。针对此问题,通过有限元仿真和试验的方法,发现并证实单一轴向磁化下检测钢管上任意方... 详细信息

介绍现有复合磁化漏磁检测方法与装置并分析其局限性:相对螺旋推进的扫查探伤方式限制探伤速度,也难以完成不宜作旋转运动或带直线焊缝的钢管的检测。针对此问题,通过有限元仿真和试验的方法,发现并证实单一轴向磁化下检测钢管上任意方向伤的可能性,尤其是探测钢管上平行于轴向磁感应场的纵向伤的可行性,使得相对直线扫查的探伤成为可能。研究在单一轴向磁化下钢管上纵、横向伤检测信号的特征及其归一化判断;提出一种无需检测探头或钢管旋转的漏磁检测方法并研制出相应的探伤装置,解决无缝钢管生产线上的高速或超高速探伤问题,尤其是自身难以作螺旋推进运动的如连续油管等钢管及焊缝管的直线焊缝上缺陷的快速探伤;同时简化统一传统漏磁检测方法,降低设备成本。

关键词：漏磁无损检测轴向磁化钢管高速

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