检索结果-内蒙古大学图书馆

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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基于降维算法和等效杆长的可展结构精度分析

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航空学报 2017年第6期38卷 143-150页

作者：祁俊威王春洁丁建中北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 北京航空航天大学北京市数字化设计与制造重点实验室北京100083

考虑铰链间隙和杆件尺寸误差的不确定性并通过概率统计方法对其进行研究,提出了一种基于单变量降维算法(UDRM)和等效杆长模型的可展结构精度分析方法。利用UDRM将可展结构的精度性能函数解耦为多个杆件尺寸误差的独立作用形式,建立精度... 详细信息

考虑铰链间隙和杆件尺寸误差的不确定性并通过概率统计方法对其进行研究,提出了一种基于单变量降维算法(UDRM)和等效杆长模型的可展结构精度分析方法。利用UDRM将可展结构的精度性能函数解耦为多个杆件尺寸误差的独立作用形式,建立精度分析模型。引入等效杆长模型,等效杆件替代原杆件进行精度计算。将铰链间隙与原始杆件尺寸误差合并到等效杆件的尺寸误差中,同时证明了等效杆长尺寸误差近似服从正态分布。以某卫星可展开天线为算例,结合高斯求积公式求解展开状态下精度指标的分布期望和方差。通过与蒙特卡罗模拟(MCS)和一次二阶矩(FOSM)法计算结果的对比验证了本文精度分析方法的正确性和高效性。

关键词：铰链间隙尺寸误差可展开结构精度分析降维算法等效杆长

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工业机器人定位误差在线自适应补偿

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机械工程学报 2023年第5期59卷 53-66页

作者：周健郑联语樊伟张学鑫曹彦生北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 航空高端装备智能制造技术工业和信息化部重点实验室北京100191 数字化设计与制造技术北京市重点实验室北京100191

受工业机器人本体结构几何及非几何误差因素的影响,机器人执行末端的实际运动轨迹与其理论规划轨迹往往不一致,这严重限制了机器人在加工领域的拓展应用。另外,通过研究发现机器人除在工作空间上定位误差等级存在差异分布外,在服役时间... 详细信息

受工业机器人本体结构几何及非几何误差因素的影响,机器人执行末端的实际运动轨迹与其理论规划轨迹往往不一致,这严重限制了机器人在加工领域的拓展应用。另外,通过研究发现机器人除在工作空间上定位误差等级存在差异分布外,在服役时间上随着机器人工作性能的退化也会显著恶化其定位精度。为解决该问题,提出了一种基于定长记忆窗增量学习的机器人定位误差在线自适应补偿方法。在该方法中,首先定量分析机器人定位误差与位姿的相关关系,将工作空间划分为多个位姿区块并创建校准样本库,建立了位姿映射模型的自适应优化机制以克服空间中误差等级差异分布的问题;然后设计了定长记忆窗增量学习算法,克服神经网络模型的灾难性遗忘缺陷,并平衡了在线模式下建立机器人新、旧位姿数据映射关系的精度和效率,解决了机器人性能退化加剧定位误差影响位姿映射模型适用性的问题,从而确保算法的补偿精度稳定在目标精度水平线以上;最后,利用St?ubli机器人和UR机器人对所提方法进行了精度在线补偿实验验证。实验结果表明该方法可将St?ubli机器人的定位误差从0.85 mm降至0.13 mm,将UR机器人的定位误差从2.11 mm降至0.17 mm,明显提高了机器人的定位精度,且通过对比发现所提方法的性能明显优于其他同类已发表方法。

关键词：工业机器人在线误差补偿自适应优化机制定长记忆窗增量学习

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协作机器人辅助的空间展开机构桁架铰链微重力装配

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计算机集成制造系统 2023年第10期29卷 3380-3393页

作者：刘新玉郑联语蒋正源鲁利刚李云北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 航空高端装备智能制造技术工信部重点实验室北京100191 数字化设计与制造技术北京市重点实验室北京100191 北京卫星制造厂有限公司北京100094

针对大型空间展开机构桁架铰链装配中重力卸载过程复杂、需手工反复调整、装配精度一致性差的难题,提出一种采用协作机器人辅助的桁架铰链微重力装配方法。首先提出协作机器人辅助的微重力装系统架构和工艺流程;然后利用视觉引导结合四... 详细信息

针对大型空间展开机构桁架铰链装配中重力卸载过程复杂、需手工反复调整、装配精度一致性差的难题,提出一种采用协作机器人辅助的桁架铰链微重力装配方法。首先提出协作机器人辅助的微重力装系统架构和工艺流程;然后利用视觉引导结合四元数有界偏差关节路径规划法,实现桁架铰链的快速自动抓取;构建基于D-H法的机器人运动学模型,并利用牛顿—拉夫森迭代法在线补偿位姿误差,提高机器人在桁架铰链装配中的绝对定位精度;最后构建桁架铰链的重力卸载等效模型,并利用基于内环位置控制的机器人阻抗控制方法,实现桁架铰链的自动平稳重力卸载。实验表明,该方法的位姿精度满足桁架铰链装配要求,并可使桁架铰链以临界阻尼形式进行平稳重力卸载,为大型空间展开机构关键组件高精度装配和重力卸载提供理论依据和技术支持。

关键词：协作机器人空间展开机构微重力装配测量辅助装配临界阻尼

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不同应力等级对7050铝合金小裂纹行为的影响

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兵器材料科学与工程 2025年第3期 10-15页

作者：童第华曹野回丽周松安金岚中国航发北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室沈阳飞机设计研究所

为了研究7050铝合金中自然形成的小裂纹在室温下的扩展特性，常温下进行应力比为0.06的单边缺口拉伸（SENT）试验，在长裂纹的门槛值附近进行不同应力水平的小裂纹扩展试验，可以明显观察到小裂纹效应，其中疲劳小裂纹的扩展寿命占据了... 详细信息

为了研究7050铝合金中自然形成的小裂纹在室温下的扩展特性，常温下进行应力比为0.06的单边缺口拉伸（SENT）试验，在长裂纹的门槛值附近进行不同应力水平的小裂纹扩展试验，可以明显观察到小裂纹效应，其中疲劳小裂纹的扩展寿命占据了整个寿命的大部分，采用复型法对小裂纹的萌生和扩展行为进行观察和记录。结果表明：在相同的应力比条件下，应力等级越低，形成小裂纹的时间越长，整体疲劳寿命也相应增加。但7050铝合金的小裂纹扩展速率受应力水平的影响不显著，裂纹扩展早期速率受显微组织的影响大，分散性较高，裂纹扩展速率的转变点为200μm，当裂纹尺寸达到这一临界长度时，其扩展速率将不再受晶界或晶粒取向的影响，而是显著加快。

关键词：铝合金小裂纹裂纹扩展速率应力等级

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基于双目视觉和先验加工数据的大型筒件原位位姿感知方法

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机械工程学报 2023年第11期59卷 129-146页

作者：郑联语付强樊伟张学鑫刘新玉曹彦生北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 航空高端装备智能制造技术工业和信息化部重点实验室北京100191 数字化设计与制造技术北京市重点实验室北京100191 北京电子工程总体研究所北京100854

为保证航空航天领域大型筒件最终装配的协调性和互换性,一般在总装前对其安装面进行精加工处理。其中对大型筒件位姿精确感知是保证安装面机器人加工准确性的根本前提,但目前多采用人工划线找正方式对大型筒件进行定位,使得大型筒件定... 详细信息

为保证航空航天领域大型筒件最终装配的协调性和互换性,一般在总装前对其安装面进行精加工处理。其中对大型筒件位姿精确感知是保证安装面机器人加工准确性的根本前提,但目前多采用人工划线找正方式对大型筒件进行定位,使得大型筒件定位精度的一致性与其效率无法得到保证。为解决该问题,提出了一种基于双目视觉和先验数据的大型筒件原位位姿感知方法。在该方法中,首先采用深度学习与边缘检测视觉算法可实现对大型筒件关键特征的识别与定位,将关键特征的中心位置定位至一个像素点。基于此,根据双目视觉三维重构方法可实现大型筒件关键特征中心位置的空间坐标求解。同时引入大型筒件的先验数据并结合其关键特征三维重构结果可最终求解出大型筒件的原位位姿(即轴线位姿和轴向偏转角),并基于上述方法开发了大型筒件原位位姿测量系统。最后以某型号大型筒件为验证对象对所提方法的有效性和可行性进行了实验验证。实验结果表明所提方法及所设计系统能够实现大型筒件原位位姿的有效感知,从而满足大型筒件机器人原位加工的需求。

关键词：双目视觉激光跟踪测量先验加工数据大型筒件位姿测量

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事件驱动考虑加工任务和监测状态的大型构件装配界面切削参数在线优化

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机械工程学报 2023年第24期59卷 18-33页

作者：王亚辉郑联语樊伟赵雄张月红北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 航天材料及工艺研究所北京100076 数字化设计与制造技术北京市重点实验室北京100191 航空高端装备智能制造技术工业和信息化部重点实验室北京100191

针对大型构件装配界面加工中刀具磨损和表面质量的监测状态与加工任务关联性弱、切削参数优化中未考虑刀具磨损的实际与理论值的差异性及对工人经验的强依赖性等问题,提出了一种事件驱动考虑加工任务和监测状态的切削参数在线优化方法... 详细信息

针对大型构件装配界面加工中刀具磨损和表面质量的监测状态与加工任务关联性弱、切削参数优化中未考虑刀具磨损的实际与理论值的差异性及对工人经验的强依赖性等问题,提出了一种事件驱动考虑加工任务和监测状态的切削参数在线优化方法。首先,建立了事件驱动的切削参数在线优化框架,利用事件处理技术监测装配界面加工过程,确保各阶段加工任务正确,进而通过事件驱动监测与优化方法。其次,在该框架下对异常监测事件(如刀具寿命报警、表面粗糙度报警等)处理,触发混合遗传粒子群优化算法实现切削参数在线优化。最后,通过某型飞机垂尾装配界面样件的加工试验数据和系统验证了所提方法的有效性。结果表明该方法能够有效保证大型构件装配界面的加工质量和效率,为加工过程的监测和切削参数在线自适应优化提供了理论基础和技术支持。

关键词：装配界面事件驱动加工过程监测切削参数在线优化

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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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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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数字孪生驱动的机身形状控制方法

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浙江大学学报（工学版） 2022年第7期56卷 1457-1463页

作者：赵永胜李瑞祥牛娜娜赵志勇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

针对人工调整机身筒段形状过程中存在的精度低、效率低以及局部过大应力的问题,提出基于数字孪生驱动的机身形状控制方法,搭建融合形状控制策略优化算法和虚拟调试技术的数字孪生系统.在实时数据的驱动下,实现机身形状控制系统物理空间... 详细信息

针对人工调整机身筒段形状过程中存在的精度低、效率低以及局部过大应力的问题,提出基于数字孪生驱动的机身形状控制方法,搭建融合形状控制策略优化算法和虚拟调试技术的数字孪生系统.在实时数据的驱动下,实现机身形状控制系统物理空间与虚拟空间的数据交互、动态映射.研究结合遗传算法和深度学习的形状控制策略优化问题,通过ANSYS批处理多载荷步的方法,验证形状控制策略的可用性,在保持机身筒段应力均衡的状态下调整机身形状.实验结果表明,利用构建的数字孪生系统和形状控制策略,可以有效地将筒段形状控制精度提高25.8%,将筒段形状控制效率提高414.3%,将局部最大应力减小42.5%.

关键词：数字孪生机身形状遗传算法深度学习策略优化

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