检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2023年第10期52卷 295-303页

作者：刘前凯张杰孙鹏程王建平赵威杨吟飞赵国龙陈妮李亮何宁郝秀清南京航空航天大学机电学院南京210016 香港城市大学机械工程系中国香港999077

目的针对液体输运距离短、速度慢等问题,提出一种基于梯度疏水基底的箭形图案化表面,该表面能有效改善液滴的输运性能。方法对铝合金表面依次进行预处理、激光加工基底、低表面能改性处理和激光加工箭形亲水图案,得到具有良好输运性能... 详细信息

目的针对液体输运距离短、速度慢等问题,提出一种基于梯度疏水基底的箭形图案化表面,该表面能有效改善液滴的输运性能。方法对铝合金表面依次进行预处理、激光加工基底、低表面能改性处理和激光加工箭形亲水图案,得到具有良好输运性能的图案化表面。深入研究激光扫描速度对铝合金表面形貌和润湿性的影响。结果随着激光扫描速度的提高,表面微结构由“微纳分层结构”逐渐变为“亚微米结构”,铝合金表面的粗糙度逐渐变小,导致表面静态接触角由150°左右降至107°左右,动态接触状态由滚动状态变为钉扎状态。另外,随着扫描速度的增加,基底表面O的质量分数从11.2%降至7.7%,F的质量分数从17.6%降至10.6%,表明表面氧化物减少,导致表面对含F有机物的吸附能力减弱,进而导致表面疏水性降低。液滴在基于梯度疏水基底的箭形图案化表面上的输运距离可达到61 mm,相较于均匀疏水基底,提高了34%。结论采用梯度激光扫描速度和低表面能处理可简单、快速地获得梯度疏水基底,相较于基于均匀疏水基底的图案化表面,液滴在基于梯度疏水基底的图案化表面上的输运性能得到显著提高,液滴自发、定向和高性能的输运在水收集装置、传热设备等方面具有广阔的应用前景。

关键词：纳秒激光梯度疏水基底箭形亲水图案输运距离润湿性定向输运

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一种机器人铣削颤振抑制用磁流变弹性体吸振器的设计与试验研究

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振动工程学报 2024年

作者：刘鹏李波赵威崔光裕田威廖文和南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系上海宇航系统工程研究所

为了解决工业机器人铣削加工过程中的低频颤振问题，设计了一种用于抑制机器人铣削加工振动的磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer,MRE）吸振器。利用MRE特有的流变特性，研究了不同质量配比的MRE磁流变效应，通过理论计算和数... 详细信息

为了解决工业机器人铣削加工过程中的低频颤振问题，设计了一种用于抑制机器人铣削加工振动的磁流变弹性体（Magnetorheological Elastomer,MRE）吸振器。利用MRE特有的流变特性，研究了不同质量配比的MRE磁流变效应，通过理论计算和数值仿真确定了吸振器内部的线圈匝数及所通电流大小。通过模态仿真和振动台扫频激励试验发现，设计的MRE吸振器具有1 7.35～45.21 Hz范围内的移频特性。建立了吸振器固有频率-电流映射关系，在KUKA KR500机器人铣削加工过程中进行了试验验证。结果表明，在低转速加工条件下机器人容易在其低阶固有频率处发生颤振，通过MRE吸振器实现了机器人的颤振抑制。相对于不加吸振器的工况，通电调频后机器人主轴X方向上的振动加速度峰峰值降低了70.7%，均方根值降低了64.7%;Y方向峰峰值降低了54.7%，均方根值降低了49.9%。此外，铣削工件的表面加工质量也有明显改善。

关键词：工业机器人 MRE吸振器机器人铣削加工颤振抑制

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基于磁流变弹性体吸振器的机器人铣削颤振闭环控制研究

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振动工程学报 2025年

作者：赵威李波刘鹏黄诗怡田威南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程系常州博瑞电力自动化没备有限公司

针对机器人铣削面临的颤振难题，开展了基于磁流变弹性体（magnetorheological elastomer,MRE）吸振器的闭环控制实验，进一步评估MRE吸振器在机器人铣削中的颤振抑制特性。通过振动台扫频试验，比较了各向同性和各向异性MRE吸振器的固... 详细信息

针对机器人铣削面临的颤振难题，开展了基于磁流变弹性体（magnetorheological elastomer,MRE）吸振器的闭环控制实验，进一步评估MRE吸振器在机器人铣削中的颤振抑制特性。通过振动台扫频试验，比较了各向同性和各向异性MRE吸振器的固有频率变化特性，发现各向异性MRE吸振器带宽提高了24.8%，频移特性达160.58%，更适用于机器人铣削颤振抑制。在此基础上，构建了机器人铣削颤振闭环控制系统，设计了基于TMS320F28335B DSP的励磁线圈电流控制器。通过四组机器人铣削试验，评估了不加吸振器、加吸振器不通电、吸振器电流开环控制和闭环控制四种不同控制策略下MRE吸振器的颤振抑制效果。结果表明，闭环控制策略下，MRE吸振器具备更显著的颤振抑制效果，实现了机器人铣削过程中颤振的实时控制，为工业机器人的颤振抑制提供了新的解决方案。

关键词：机器人铣削颤振抑制 MRE吸振器闭环控制

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磁悬浮流体机械喘振控制研究

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振动工程学报 2023年第2期36卷 554-564页

作者：关旭东周瑾金超武徐园平唐茂崔恒斌常州大学机械与轨道交通学院机械电子工程系江苏常州213164 南京航空航天大学机电学院设计工程系江苏南京210016 中船重工(重庆)西南装备研究院有限公司重庆401123

针对磁悬浮流体机械喘振问题,依据流体机械系统喘振状态时质量流量和压升的波动,采用基于质量流量的喘振控制策略。具体来说,利用喘振控制器求出叶轮轴向调节间隙值,并作为悬浮位置参考信号输入至轴向磁悬浮轴承闭环控制系统中,从而在... 详细信息

针对磁悬浮流体机械喘振问题,依据流体机械系统喘振状态时质量流量和压升的波动,采用基于质量流量的喘振控制策略。具体来说,利用喘振控制器求出叶轮轴向调节间隙值,并作为悬浮位置参考信号输入至轴向磁悬浮轴承闭环控制系统中,从而在轴向磁悬浮轴承系统作动下改变磁悬浮流体机械转子轴向位置,即改变叶轮叶尖间隙,以实现喘振的主动控制。仿真结果表明,当施加喘振控制时,可以扩展流体机械的稳定运行范围,由未控制下的15.5%节流阀开度扩展至喘振控制下的14%。通过模拟激振的方式辨识了喘振频率,并研究了PID控制器中控制参数对喘振控制性能的影响规律。

关键词：喘振控制磁悬浮流体机械磁悬浮轴承质量流量

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3D打印连续纤维增强树脂T型梁的弯曲性能

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材料导报 2024年第7期38卷 242-248页

作者：吴思远单忠德陈恳刘丰刘晓军严春晖中国机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室北京100048 清华大学机械工程系北京100084 南京航空航天大学机电学院南京210016

1中国机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室,北京1000482清华大学机械工程系,北京1000843南京航空航天大学机电学院,南京210016实现基梁于结熔构融的沉轻积量技化、术功的能连化续设纤计维和增制强造树。脂本3... 详细信息

1中国机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室,北京1000482清华大学机械工程系,北京1000843南京航空航天大学机电学院,南京210016实现基梁于结熔构融的沉轻积量技化、术功的能连化续设纤计维和增制强造树。脂本3D工作打对印筋工高艺0为m梁m结与构5的m制m造的提T供型了梁一打种印新件的在途不径,同该打工印艺参具数有下快的速弯近曲净性成能型进、行可测设计试性实强验,等研优究势了,能打够印基于熔融沉积技术的连续纤维增强树脂3D打印工艺为梁结构的制造提供了一种新的途径,该工艺具有快速近净成型、可设计性强等优势,能够实现梁结构的轻量化、功能化设计和制造。本工作对筋高0 mm与5 mm的T型梁打印件在不同打印参数下的弯曲性能进行测试实验,研究了打印厚度分别为0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm时与打印丝束间距分别为0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm时T型梁对应的弯曲强度与模量。由于3D打印连续纤维增强树脂材料存在着复杂的破坏模式,本研究运用声发射技术对T型梁的弯曲破坏过程进行测试分析,采用主成分分析法与K-means++聚类算法对采集的过程信号进行损伤分类。结果表明,当打印层厚为0.7~0.9 mm时,随着打印层厚的增加,T型梁的弯曲强度与模量均降低。当打印丝束间距为0.6~0.8 mm时,随着打印丝束间距的增加,T型梁的弯曲强度与模量降低。在T型梁从弯曲载荷加载初始到破坏失效阶段,对应特征信号可以聚类为五类,分别对应五种破坏模式,即基体开裂、层间剥离、纤维与基体脱粘、纤维开裂及纤维断裂,分类结果能够很好地解释弯曲破坏过程。

关键词： 3D打印 T型梁弯曲性能声发射主成分分析 K-means++

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航空航天先进复合材料三维预制体成形技术与装备研究

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机械工程学报 2023年第20期59卷 64-79页

作者：单忠德周征西孙正黄浩刘阳南京航空航天大学机电学院南京210016 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清华大学机械工程系北京100084

面向国家航空航天高端装备对先进复合材料的重大需求,着眼于高性能复合材料构件三维预制体成形技术与装备基础研究,例举先进复合材料三维预制体成形技术及装备在航空航天领域的应用情况,分析典型三维预制体成形技术的基本原理,介绍国内... 详细信息

面向国家航空航天高端装备对先进复合材料的重大需求,着眼于高性能复合材料构件三维预制体成形技术与装备基础研究,例举先进复合材料三维预制体成形技术及装备在航空航天领域的应用情况,分析典型三维预制体成形技术的基本原理,介绍国内外先进复合材料研究机构在三维预制体成形装备研制方面的进展,提炼现阶段三维预制体成形技术及装备面临的重难点问题,并对先进复合材料三维预制体成形技术及装备的发展提出建议和展望。为先进复合材料三维预制体成形技术的进一步发展总结旧经验,提供新思路,使之更好地助力祖国航空航天高端装备研发。

关键词：航空航天先进复材三维预制体成形技术与装备

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基于滑模观测器与径向基网络的电液位置伺服系统反步控制

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机电工程 2024年第3期41卷 465-474页

作者：卢彬陈明和南京机电职业技术学院机械工程系江苏南京211300 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的... 详细信息

针对传统电液伺服系统中存在的未知扰动、非线性动态以及参数不确定性等共性问题,提出了一种基于滑模观测器和径向基函数(RBF)神经网络的反步控制(BC)方法。首先,构建了阀控缸系统三阶严反馈状态空间模型,并采用具有有限时间收敛特性的滑模观测器,估计系统的未知速度状态和非匹配项集总扰动;然后,基于系统的严反馈模型和指令滤波技术,设计了反步控制器,利用径向基神经网络(RBFNN)补偿系统速度/扰动的估计误差、滤波偏差以及系统的匹配项扰动,并根据Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统跟踪误差的渐进有界收敛;最后,搭建了阀控缸电液控制系统实验平台,通过仿真和实验验证了该控制方法对多频率参考信号的跟踪性能。研究结果表明:该控制方法在传统PI控制器的基础上进一步改善了电液伺服系统的轨迹跟踪精度,实验跟踪误差最大值M e、跟踪误差平均值μ和跟踪误差均方值σ分别降低了66.7%、80%、83.3%;该滑模干扰观测器和RBF补偿器能够有效降低不确定性扰动的影响。

关键词：电液伺服系统位置跟踪性能径向基函数径向基神经网络反步控制滑模观测器 Lyapunov

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偏置量对固结磨料小工具头抛光面形收敛效率的影响

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表面技术 2021年第12期50卷 130-139页

作者：徐成宇张云刘纪东朱永伟南京航空航天大学机电学院南京210016 清华大学机械工程系北京100080

目的解决自由曲面磨抛面形收敛困难的问题,提高抛光小工具头的抛光效率。方法提出一种偏置式固结磨料小工具头,基于固结磨料小工具头的结构特征参数,建立抛光小工具头的去除函数理论模型,并进行仿真分析,应用定点抛光法建立抛光小工具... 详细信息

目的解决自由曲面磨抛面形收敛困难的问题,提高抛光小工具头的抛光效率。方法提出一种偏置式固结磨料小工具头,基于固结磨料小工具头的结构特征参数,建立抛光小工具头的去除函数理论模型,并进行仿真分析,应用定点抛光法建立抛光小工具头去除函数实验模型,并验证抛光小工具头理论去除函数合理性,基于CCOS技术原理建立工件表面定量去除模型,通过虚拟加工实验探索偏置量对固结磨料小工具头抛光钛合金后的面形收敛效率的影响。结果归一化理论去除函数曲线与实验曲线吻合度较高,定点抛光去除函数仿真模型能够很好地预测定点抛光斑的去除轮廓形状。抛光小工具头抛光钛合金的面形误差随偏置量增加,呈现先减小、后增大的趋势,无偏置的抛光小工具头抛光后,面形数据均方根(RMS)收敛效率为54.56%,波峰值与谷峰值之差(PV)的收敛效率为60.21%,当抛光小工具头偏置量为1.5 mm时,抛光后的RMS收敛效率达到最高,为73.83%,PV收敛效率为69.68%。结论固结磨料小工具头去除函数理论模型可指导确定性材料去除,偏置量为1.5 mm时的抛光小工具头具有最强的修正误差能力,可以显著提高固结磨料小工具头抛光工艺的面形收敛效率。

关键词：固结磨料垫抛光小工具头去除函数偏置量面形收敛

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复合材料预制体成形制造工艺与装备研究

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中国机械工程 2021年第23期32卷 2774-2784,2831页

作者：单忠德刘阳范聪泽汪俊南京航空航天大学机电学院南京210016 清华大学机械工程系北京100084

从制造工艺和装备研制的角度总结了复合材料预制体成形技术发展历程,分析了复合材料预制体成形制造工艺的技术特点,列举了国内外复合材料预制体成形制造典型的工艺与装备现状以及存在的问题及差距,并分析展望了复合材料预制体成形技术... 详细信息

从制造工艺和装备研制的角度总结了复合材料预制体成形技术发展历程,分析了复合材料预制体成形制造工艺的技术特点,列举了国内外复合材料预制体成形制造典型的工艺与装备现状以及存在的问题及差距,并分析展望了复合材料预制体成形技术的未来发展方向及趋势。发展高性能复合材料构件数字化精确成形制造技术及装备,能更好推动我国复合材料技术进步,并实现更加广泛的推广应用。

关键词：复合材料三维预制体成形制造数字化制造

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低耦合度PRPaR-2CPR并联机器人机构设计与运动学分析

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机床与液压 2023年第21期51卷 56-64页

作者：夏蓉花刘艳梨江苏安全技术职业学院机械工程系江苏徐州221000 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

提出一种支链含平行四边形结构的新型PRPaR-2CPR并联机器人机构,机构由1条PRPaR支链和2条CPR支链构成,具有结构简单、耦合度低、刚度高特点。基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论和方法,对自由度和运动性质进行分析计算,利用... 详细信息

提出一种支链含平行四边形结构的新型PRPaR-2CPR并联机器人机构,机构由1条PRPaR支链和2条CPR支链构成,具有结构简单、耦合度低、刚度高特点。基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论和方法,对自由度和运动性质进行分析计算,利用杆长约束条件建立运动学方程,计算得到逆解表达式,同时得到正解数值解。另外,根据雅克比矩阵分析出奇位性存在条件,通过位置逆解表达式,运用极限边界搜索法分别得到工作空间和运动灵巧度性能图谱,绘制相应性能图谱加以分析,期望在有限的操作空间范围内获得更好的运动灵活性性能。以任务工作空间内的全局灵巧度作为优化目标,选择遗传优化算法进行结构参数的优化设计。优化后的任务工作空间内灵巧度性能得到极大的改善,使此并联机构运动性能得到改善。

关键词：并联机构耦合度工作空间灵巧度遗传优化算法

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