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上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室党嘉强等提出了表面纹理作用下等效初始裂纹长度和应力集中系数评价模型,研究了齿轮成形磨削后齿根表面完整性分布规律,并对成形磨齿参数进行优选讨论。设计搭建了航空齿轮超声滚压强化试验装置,将其应用到齿根强化中,对齿根超声滚压后表面完整性分布规律进行了分析。结果表明,齿根磨削后表面等效初始裂纹长度和应力集中系数分别高达5.09 μm和2.6,表面微观组织变形层深约30 μm,残余压应力层深约30 μm,硬化层深约200 μm。高磨削速度、高进给和小切深有助于减小齿根表面等效裂纹长度,低磨削速度、低进给和小切深有助于提升齿根残余压应力幅值。超声滚压工艺能提高齿根表面光洁度,将等效初始裂纹长度降低至0.28 μm,引入较深塑性变形层,相比磨削加工和机械喷丸工艺,表面残余压应力层深明显提升。
南京航空航天大学机电学院武星等认为,针对栅格地图下移动机器人路径规划存在路径拐点多、运行不平滑、安全性不高等问题,提出一种基于Voronoi骨架的融合路径规划方法。首先采用Delaunay三角剖分、对偶Voronoi图构造及无向图邻接矩阵变换等方法将栅格地图变换为Voronoi骨架图。其次基于骨架顶点使用A*算法进行全局路径规划,并根据空间避障需求进行路径点优化,提高全局路径的安全性与精炼性。再次优化DWA算法速度采样空间,通过引入全局优化引导改进评价函数,构建全局引导型DWA算法,并采用动态目标点将局部路径规划与全局规划路径进行融合。实验结果表明,该融合路径规划方法具有导航安全性、路径平滑性和运行高效性,可使移动机器人快速规避随机动-静态障碍物。
哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所吴剑威等认为,随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求,基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势,在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润滑方式、结构优化及实验研究等三方面入手,详述了真空气体静压轴承的国内外研究现状。对比了真空气体静压轴承相较于传统气体轴承的优缺点,同时归纳了真空气体静压轴承的常规密封方法及高效抽排方式。在此基础上分析了真空气体静压轴承在设计中存在的支承特性、结构设计、加工工艺等关键技术问题,并对真空气体轴承未来发展趋势进行了初步展望,为真空气体静压轴承的设计提供相应依据。
华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室周一帆等提出了一种气-磁-金属复合的大承载三向准零刚度减振器,通过吨级承载的空气静压止推气浮支承配合可调片弹簧机构实现水平向准零刚度,通过高线性环形磁负刚度机构与金属弹簧并联实现垂向准零刚度。基于数值模拟方法分析止推气浮支承节流器结构参数和工作参数对承载力和刚度的影响规律,并进行优化设计;基于磁荷法建立多层环形磁负刚度计算模型,分析磁体结构参数对负刚度大小和线性度的影响规律并进行优化设计。研制了气-磁-金属复合的大承载三向准零刚度减振器样机,并搭建单元测试平台分别验证气浮支承的吨级承载能力和磁负刚度机构与金属弹簧并联的准零刚度特性。测试结果表明,研制的气浮支承机构承载力大于1 200 kg,承载力计算与实验误差小于5%;垂向磁负刚度理论计算与实验误差小于7%,垂向准零刚度部件综合刚度20.3 N/mm,均满足设计要求。所提出的减振器可实现吨级承载和三向准零刚度,适用于六自由度超低频减振。
北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心温众普 等 认为,超精密测量是指准确度优于100 nm量级的测量。高端制造通常需要在超精密量级上,例如将光机分成数十个系统、上千个零部件高度集成、协同工作才能实现。因此,超精密测量是建立国家测量体系和完整制造连、产业链的基石,是装备制造业向中高端跨越的必要条件。在超精密测量技术体系中,直线/回转运动基准就像是仪器装备的骨骼,其精度和性能很大程度上决定了仪器装备的整体精度和性能。气浮技术的一般精度就达到0.1 μm/100 mm,且具有摩擦小寿命长的特点,已经成为实现超精密测量的核心技术支撑。根据气浮装备工作原理与结构的分析,提出了性能提升方法中的两类矛盾、以及两者在结构设计上的统一性;分析了工程计算法、表压比法、气阻计算法、有限元法等主要设计方法的特点,归纳总结各方法的适用范围;最后,从装备需求、性能提升、分析计算、创新结构方面展望了国内静压气浮技术的发展趋势,指出突破现有技术指标所面临的问题和发展方向。
东北大学机械工程与自动化学院黄鹏等认为,为实现具有自主知识产权的装载机工作装置的研发设计,针对一种八杆含单个复铰的新型装载机工作装置进行运动学与动力学分析。通过对新型装载机工作装置的自由度分析,验证了该工作装置满足装载机作业要求的一个旋转自由度和一个移动自由度。采用复矢量法对新型工作装置进行运动学分析,建立了铲斗末端的位姿空间和各构件的角加速度与驱动空间的映射关系。基于虚功原理,建立了新型工作装置的动力学模型,推导出液压缸驱动力的数学模型。对液压缸的运动进行规划,采用两种装载机常用的铲掘方法,基于Matlab和ADAMS软件对装载机的一个作业循环进行动力学仿真对比分析,得到举升液压缸与转斗液压缸驱动力的变化规律,仿真结果误差在合理范围之内,验证了动力学模型的正确性。以动臂举升工况为例,研究了不同液压缸驱动速度和加速度对液压缸驱动力的影响,得到当液压缸驱动速度和加速度小幅度变化时,液压缸驱动力受到的影响较小而工作装置惯性力受到的影响较大。此外,工作装置所受的重力和外负载对于液压缸的驱动力起决定性作用。研究结果为装载机工作装置的研发设计提供了重要理论依据,对于工作装置的液压系统设计具有指导意义。