检索结果-内蒙古大学图书馆

图学学报 2021年第3期42卷 349-358页

作者：田凌刘果刘思超清华大学机械工程系北京100084 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084

随着新一代信息技术与制造技术的深度融合,仿真技术正向着信息系统与物理系统深度融合和高效协同的方向发展,应运而生的数字孪生技术成为近年来的新兴研究热点。为探索采用新一代信息技术促进离散制造行业数字化转型升级,从仿真技术的... 详细信息

随着新一代信息技术与制造技术的深度融合,仿真技术正向着信息系统与物理系统深度融合和高效协同的方向发展,应运而生的数字孪生技术成为近年来的新兴研究热点。为探索采用新一代信息技术促进离散制造行业数字化转型升级,从仿真技术的发展脉络和应用场景入手,引入基于数字孪生技术开展生产线仿真分析的研究,介绍了数字孪生技术的概念和内涵,探讨了数字孪生技术与传统计算机仿真技术的关系和异同,论述了数字孪生技术在生产线仿真分析领域的应用方向,分析了生产线数字孪生模型的构建方法和实现途径,阐述了国内外研究进展及存在的问题,指出了数字孪生在生产线仿真领域的发展趋势,为离散制造企业跨越物理资源与数字世界之间的交互鸿沟,建立生产线物理空间与信息空间的交互与共融机制,推进生产线全生命周期的数字化管理和智能化生产,实现智能制造提供参考。

关键词：仿真数字孪生生产线离散制造智能制造

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动力卡盘高爪最优配车锥角及配车方法

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第6期47卷 1896-1905页

作者：王健健冯平法张建富吴志军张国斌闫培龙清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 呼和浩特众环集团内蒙古呼和浩特010051

在阐明卡爪夹持弧的锥角对卡爪/工件接触状态的影响规律及其对卡盘径向夹持刚度影响规律的基础上,研究卡盘的使用参数和结构参数等对夹紧状态下卡爪倾转角度的影响规律,并建立卡爪夹持弧配车锥角的数学模型。针对卡盘的硬爪和软爪2种不... 详细信息

在阐明卡爪夹持弧的锥角对卡爪/工件接触状态的影响规律及其对卡盘径向夹持刚度影响规律的基础上,研究卡盘的使用参数和结构参数等对夹紧状态下卡爪倾转角度的影响规律,并建立卡爪夹持弧配车锥角的数学模型。针对卡盘的硬爪和软爪2种不同的卡爪形式,研究夹持弧锥角的加工和使用方法。研究结果表明：1个合适的配车锥角可使夹紧力在工件上均匀分布,能够减轻径向夹持刚度的周期性变化;对于锥角已定（0.05°）的硬爪夹持弧,在使用时拉杆的输入推拉力必须限制在一定范围内（16~30 k N）,才能保证卡爪在整个名义夹持长度上与工件完全接触;采用定量配车或使用新型配车夹具的方法,可使软爪配车出合适锥角,使夹紧力在工件上均匀分布。

关键词：卡盘加工精度高爪配车夹持弧锥角夹持刚度数控机床

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楔式动力卡盘的静态夹紧力特性研究

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四川大学学报（工程科学版） 2015年第1期47卷 207-214页

作者：王健健张建富冯平法吴志军张国斌闫培龙清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 呼和浩特众环集团内蒙古呼和浩特010051

为了能够有效地通过增大静态夹紧力来提高动力卡盘的极限转速,保证高速切削过程的安全性,通过理论、仿真和实验相结合的方法,从卡盘的使用参数、结构参数、润滑条件以及强度等方面,对楔式动力卡盘的静态夹紧力特性进行研究。研究表明:... 详细信息

为了能够有效地通过增大静态夹紧力来提高动力卡盘的极限转速,保证高速切削过程的安全性,通过理论、仿真和实验相结合的方法,从卡盘的使用参数、结构参数、润滑条件以及强度等方面,对楔式动力卡盘的静态夹紧力特性进行研究。研究表明:楔心套与基爪的润滑条件对静态夹紧力的影响很大;在卡盘相邻2次夹持工件时,增加空行程次数可以有效减轻重复夹紧造成的润滑条件恶化;夹紧效率越高的结构,其静态夹紧力的稳定性越好,即由于润滑条件恶化造成的夹紧力损失越小;综合考虑静态夹紧力的大小和稳定性,楔式动力卡盘的楔角大小最好在10°~20°之间选择;卡盘的最大静态夹紧力由卡盘的强度决定,在生产中应该注意加强基爪楔形齿处的强度。

关键词：楔式动力卡盘静态夹紧力摩擦夹紧力稳定性

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基于索驱动的大型柔性结构振动抑制策略研究

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机械工程学报 2019年第11期55卷 53-60页

作者：孙海宁唐晓强王晓宇崔志伟侯森浩清华大学机械工程系北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 北京空间飞行器总体设计部北京100094

柔性索并联机构具有工作空间大、能耗低和惯量小等优点,适用于长距离柔性桁架结构的振动主动抑制。首先提出一种四索驱动的柔性体抑振并联机构,根据闭环矢量原理和机构的几何特征,对四索并联机构进行运动学分析。接着建立四索并联机构... 详细信息

柔性索并联机构具有工作空间大、能耗低和惯量小等优点,适用于长距离柔性桁架结构的振动主动抑制。首先提出一种四索驱动的柔性体抑振并联机构,根据闭环矢量原理和机构的几何特征,对四索并联机构进行运动学分析。接着建立四索并联机构的静力学模型,并将超长尺度柔性桁架机构的往复振动简化为梁的弯曲振动,利用振型叠加法求解外部激励作用下的强迫响应。最后针对超长尺度柔性桁架机构的振动抑制问题,提出一种基于模糊控制与PID控制相结合的控制策略,通过仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,所设计的柔索并联抑振系统具有明显的抑振效果,柔性桁架的振幅与振动衰减时间大幅降低,且系统的四索索力值能够在合适范围内变化。

关键词：索并联机构大型柔性结构振动抑制模糊PID控制

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面向航天器分离的高速索力传递特性

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清华大学学报（自然科学版） 2021年第3期61卷 177-182页

作者：侯森浩唐晓强孙海宁崔志伟王殿君清华大学机械工程系北京100084 清华大学摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 北京石油化工学院北京102617

在航天器分离的地面模拟试验中,其受力状态的准确施加是试验的关键环节。该文基于航天器主动式分离试验方案,研究了航天器在高速分离过程中的绳索索力传递问题。首先通过Newton运动定律推导了绳索提升系统的动力学模型;然后引入测试函数... 详细信息

在航天器分离的地面模拟试验中,其受力状态的准确施加是试验的关键环节。该文基于航天器主动式分离试验方案,研究了航天器在高速分离过程中的绳索索力传递问题。首先通过Newton运动定律推导了绳索提升系统的动力学模型;然后引入测试函数,使用空间离散的方法对二阶偏微分方程求解,得到绳索在运动过程中的受力关系,并探索其对绳索索力的影响因素;最后通过数值仿真及实例进行验证。结果表明:该模型能够准确模拟绳索受力状态,对航天器主动式高速分离试验具有指导性意义。

关键词：航天器分离绳索提升系统动力学模型高速索力传递

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一种锥形定位节面变幅杆结构优化设计研究

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振动与冲击 2020年第6期39卷 111-116页

作者：周辉林张建富冯平法郁鼎文吴志军清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 清华大学深圳研究生院先进制造学部广东深圳518055

为提高变幅杆的振动传递及振幅输出特性,基于解析法设计了具有锥形定位节面结构的旋转超声加工变幅杆,通过预应力模态分析与谐响应分析进行了优化设计;通过响应面优化方法建立27个优化设计点,分别以放大系数最大化、最大等效应力最小化... 详细信息

为提高变幅杆的振动传递及振幅输出特性,基于解析法设计了具有锥形定位节面结构的旋转超声加工变幅杆,通过预应力模态分析与谐响应分析进行了优化设计;通过响应面优化方法建立27个优化设计点,分别以放大系数最大化、最大等效应力最小化与谐振频率最接近理论设计频率为第一、第二与第三优化目标,并提出一种5阶模态频响曲面验证方法,通过(2~6)阶5个模态频响曲面分析结果对优化设计点的最优优化解进行验证。研究表明,基于该研究提出的方法,结构优化设计后的变幅杆能够提高放大系数,降低最大等效应力,并使谐振频率接近理论设计频率,提高超声加工的能量利用率。对旋转超声加工装备的性能研究与开发具有一定的指导意义。

关键词：旋转超声加工锥形定位节面响应面优化方法有限元仿真分析最优优化解

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高速高负载并联机器人设计

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第3期62卷 416-426页

作者：孟齐志谢福贵刘辛军袁馨薛龙清华大学机械工程系北京100084 清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 北京石油化工学院北京102617

食品和日化等领域存在大载荷桶装或袋装产品的两移动自由度搬运和装箱作业,降低了机器人自由度要求,但在机器人负载能力上提出了新的挑战。如何在构型综合层面实现机器人从无到有?如何在性能评价层面保障机器人从有到优?上述问题是研发... 详细信息

食品和日化等领域存在大载荷桶装或袋装产品的两移动自由度搬运和装箱作业,降低了机器人自由度要求,但在机器人负载能力上提出了新的挑战。如何在构型综合层面实现机器人从无到有?如何在性能评价层面保障机器人从有到优?上述问题是研发高性能高速并联机器人的两大核心难题。该文围绕高速并联机器人的闭环支链优势特征,提出支链间耦合策略,建立了基于耦合策略的线几何图谱化高速并联机器人构型综合方法,实现了闭环支链型高速并联机器人构型设计;针对所设计的功能相同、结构近似的不同机器人构型,基于功率系数概念提出构型优选指标TSI (type selection index),实现了高速并联机器人的构型优选;根据上述研究指导了样机研发,并开展了实验研究与应用验证,测试表明:所研发的TH-UR2并联机器人具备高速高负载品质,在50 kg负载下其标准行程周期可达1.76 s,满足应用需求。

关键词：高速并联机器人高负载并联机器人构型综合闭环支链性能评价构型优选

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钛合金超声振动钻削工艺特性仿真及试验研究

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北京航空航天大学学报 2019年第8期45卷 1597-1605页

作者：赵甘霖冯平法张建富清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 清华大学深圳研究生院先进制造学部深圳518055

针对钛合金传统钻削中存在的切削力大、切削温度高和加工质量差等问题,研究了钛合金超声振动钻削工艺特性。首先,通过超声振动钻削的运动方程,分析了其断续切削和高速切削的特性;然后,利用Deform-3D对钛合金超声振动力钻削的轴向力、扭... 详细信息

针对钛合金传统钻削中存在的切削力大、切削温度高和加工质量差等问题,研究了钛合金超声振动钻削工艺特性。首先,通过超声振动钻削的运动方程,分析了其断续切削和高速切削的特性;然后,利用Deform-3D对钛合金超声振动力钻削的轴向力、扭矩和切削温度进行了仿真,并通过超声振动钻削试验研究了轴向力、扭矩和出口毛刺相对传统钻削的变化。结果表明:钛合金超声振动钻削可以降低平均轴向力约20%,降低平均扭矩约40%,降低平均切削温度50%以上,钛合金超声加工孔的加工质量明显优于传统加工。钛合金超声纵扭复合振动钻削相比超声一维纵振钻削可以进一步降低钻削轴向力、扭矩和切削温度,体现出更好的钻削工艺特性。

关键词：钛合金超声振动钻削纵扭复合振动切削力扭矩切削温度

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大型构件机器人原位加工中的测量方案概述

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机械工程学报 2022年第14期58卷 1-14页

作者：何雨镐谢福贵刘辛军张旭清华大学机械工程系清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室上海大学机电工程与自动化学院

面向大型构件的加工方案中，以加工机床为代表的“包容式”加工模式和传统的“分体加工”模式已无法满足高柔性、高效率以及加工质量稳定性和一致性的要求。移动机器人具有轻量化、模块化、灵活性高等优点，为大型复杂构件的高效高精原... 详细信息

面向大型构件的加工方案中，以加工机床为代表的“包容式”加工模式和传统的“分体加工”模式已无法满足高柔性、高效率以及加工质量稳定性和一致性的要求。移动机器人具有轻量化、模块化、灵活性高等优点，为大型复杂构件的高效高精原位加工提供了一种有效的解决方案。移动机器人原位加工过程通常包含自主寻位、精确定位加工与加工质量原位检测三个阶段，将机器人通过自主寻位引导至待加工位置，并精确定位加工，在加工完成后进行原位检测以缩短生产周期。围绕上述过程，对大型构件机器人原位加工中基于视觉和基于激光的测量方案进行综述。在移动机器人的定位导航中，基于视觉和基于激光的测量系统分别因其成本低和数据密度大而得以应用；精确确定刀具与工件的相对位置中，双目视觉相关理论与应用都较成熟，激光跟踪仪也表现出应用潜力；零件表面质量的原位检测中，基于激光技术的检测系统检测效率、精度高，是该过程的理想选择。但现有测量方案仍面临诸多挑战，且单一测量方法难以满足多变的测量需求，随着人工智能理论的发展，多测量手段集成是大型构件机器人原位加工中测量方法的发展趋势。

关键词：移动机器人原位加工自主寻位精确定位表面质量检测

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航空发动机叶片保形加工中的定位误差数值建模与分析

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计算机集成制造系统 2016年第9期22卷 2118-2126页

作者：王辉周明星余杰王文宇黄博浩融亦鸣清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084 西安航空发动机集团公司陕西西安710021

针对航空发动机近净成形转子叶片保形加工中的误差控制问题,基于叶片3D点云数据模型,提出了定位误差向叶片加工误差的传递作用机制及其分析模型。进一步建立了叶片工件定位误差的随机模拟与数值分析方法,以实现对叶片定位误差的准确估... 详细信息

针对航空发动机近净成形转子叶片保形加工中的误差控制问题,基于叶片3D点云数据模型,提出了定位误差向叶片加工误差的传递作用机制及其分析模型。进一步建立了叶片工件定位误差的随机模拟与数值分析方法,以实现对叶片定位误差的准确估计。以某型低压转子叶片的机械加工为例,对工件的定位误差进行了分析和评估,验证了所提方法的可用性和有效性。

关键词：近净成形转子叶片精密加工定位误差数值仿真航空发动机

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