簡介：欠驅動機器人具有靈活性高、能耗低等優(yōu)點，近年來已成為機器人研究領域的熱點問題。但是目前對欠驅動機器人的研究主要是針對幾種現(xiàn)有的典型的欠驅動機器人系統(tǒng)。隨著科學研究的深入，設計和研究新型的欠驅動機構以滿足實際應用的需求顯得尤為重要。而對于較復雜結構的欠驅動機器人要實現(xiàn)高質量的控制，必須要基于被控對象的動態(tài)特性。機器人處于不同位形時，加于各關節(jié)的驅動力是時變的，并且可以由系統(tǒng)的動力學方程給以確定。因此，如何準確地建立機器人的動力學模型，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制，一直是機器人動力學研究者追求的目標。本論文以一種新型基于非完整約束的可控欠驅動機械臂為研究對象，將非完整力學與欠驅動機器人理論相結合，研究其動力學特性。依據(jù)欠驅動機器人系統(tǒng)動力學的相關原理，利用拉格朗日達朗貝爾方程建立了摩擦圓盤運動傳遞機構的動力學模型。然后，通過在MATLAB軟件中編程對該模型進行仿真，通過改變機構的結構參數(shù)獲得較好的力矩特性。結合非完整力學，應用廣義坐標下的查浦雷金方程，建立了欠驅動機械臂的動力學模型。揭示了兩驅動電機力矩與機械臂運動的關系。最后，利用SIMULINK仿真平臺對該模型進行仿真，得出機械臂按預定路徑運動時兩個驅動電機需輸入的力矩。通過仿真發(fā)現(xiàn)兩個電機的轉矩曲線和機械臂各關節(jié)的運動曲線都較為平緩，具有較好的動力學特性，可實現(xiàn)平穩(wěn)運動。為驗證所建立的動力學模型的正確性，對欠驅動機械臂的運動進行了實驗研究。在實驗過程中，用仿真得到的兩個電機的驅動力矩控制電機轉動，并采集機械臂的關節(jié)運動角位移，與給定的運動路徑相對比。最后，對實驗結果及產(chǎn)生誤差的原因進行了分析。驗證了動力學模型的正確性，同時也說明了機械臂確實是可控的。綜上所述，本論文將理論推導和實驗驗證相結合，研究了一類具有一階非完整約束的欠驅動機械臂的動力學特性，對非完整力學與欠驅動機器人兩個領域相結合進行了探索。該課題研究將有效地拓寬欠驅動機器人的研究領域。

簡介：角接觸球軸承由于具有良好的高速性能和承載能力，被廣泛應用于各種高速旋轉軸系支撐。高速角接觸球軸承的主要失效原因之一是由于軸承運轉的不穩(wěn)定性，因此，保持架的設計就顯得非常重要。研究與實踐表明，高速角接觸球軸承在運轉過程中由于保持架的不穩(wěn)定造成的高速軸系失效占很大的比重。因此，研究高速角接觸球軸承的動態(tài)特性和保持架的穩(wěn)定性等動力學行為，對軸承進行結構優(yōu)化、提高軸承穩(wěn)定性具有重要的理論與實踐意義。本文基于滾動軸承的動力學分析理論，結合軸承的接觸、彈流潤滑、摩擦等相關理論，系統(tǒng)全面地分析了角接觸球軸承各元件之間的作用關系，建立了角接觸球軸承動力學微分方程。利用ADAMS軟件對角接觸球軸承動力學模塊進行了二次開發(fā)，用FTRAN語言編寫軸承各元件間的自定義子程序，并將編譯生成的動態(tài)鏈接庫文件DLL與ADAMSSOLVER鏈接，實現(xiàn)了高速角接觸球軸承的動力學仿真。以某型號角接觸球軸承為例，分析了保持架分別為方兜孔與圓兜孔時，軸承結構參數(shù)與典型工況參數(shù)對軸承動力學特性的影響。分析結果表明1加大軸向載荷或提高轉速，有利于保持架的穩(wěn)定性，但會增大保持架與外套圈引導面的平均摩擦力矩軸向載荷較小時，圓兜孔保持架的穩(wěn)定性優(yōu)于方兜孔的，而軸向載荷較大時，則方兜孔保持架的穩(wěn)定性略優(yōu)于圓兜孔的在轉速較小時，方兜孔保持架的穩(wěn)定性略優(yōu)于圓兜孔的，而轉速較大時，兩種保持架的穩(wěn)定性基本一致。2徑向載荷的增加會導致保持架穩(wěn)定性的降低，但可減少保持架與外套圈引導面的平均摩擦力矩圓兜孔保持架的穩(wěn)定性略優(yōu)于方兜孔保持架。3隨著間隙比的增大，方兜孔與圓兜孔兩種保持架的不穩(wěn)定性都增大當間隙比C小于1時，兩種形狀的保持架的不穩(wěn)定性基本一致，而當間隙比C大于1時，方兜孔保持架的穩(wěn)定性比圓兜孔差方兜孔保持架與外套圈引導面的平均潤滑摩擦力矩呈上升趨勢，平均碰撞摩擦力矩則相反。4隨著溝曲率的增大，方兜孔與圓兜孔保持架不穩(wěn)定性都是先降低再升高針對本課題，外溝曲率的變化對保持架穩(wěn)定性的影響比內溝曲率的大當溝曲率FI054、FO054時，兩種保持架的不穩(wěn)定性最低。5在任何相同工況條件下，方兜孔保持架與外套圈引導面的平均碰撞摩擦力矩小于圓兜孔的平均碰撞摩擦力矩，而平均潤滑摩擦力矩則相反平均碰撞摩擦力矩變化明顯大于潤滑摩擦力矩。

簡介：隨著數(shù)控機床的快速發(fā)展，人們對加工中心在高速、大負載、高精度和高效率等方面提出了越來越高的要求。在高速大負載的工況下，加工中心進給系統(tǒng)的動態(tài)特性對整個加工中心的定位精度、加工質量有著重大影響。因此，對進給系統(tǒng)進行動力學分析和研究具有重要意義。本文以銑車復合加工中心的雙驅進給系統(tǒng)為研究對象，在實現(xiàn)工作臺于高速、大負載工況下平穩(wěn)進給并確保加工精度的前提下，基于有限元法和虛擬樣機技術對其進行動力學分析與仿真，取得的主要研究成果如下1建立了銑車復合加工中心的整機模型，基于雙驅進給系統(tǒng)的結構特點及橫梁重心位置對整個進給系統(tǒng)的影響，對整機模型進行了合理簡化，得到了雙驅進給系統(tǒng)模型，為后續(xù)有限元分析和仿真分析奠定了基礎。2建立了雙驅進給系統(tǒng)的動力學模型，基于對各個結合面和橫梁各個方向上位移及擾動的考慮，采用吉村允孝提出的積分法計算了結合面的等效剛度和等效阻尼同時，利用拉格朗日能量法建立了動力學方程，求解出了固有模態(tài)。3基于有限元法，對雙驅模型進行了模態(tài)分析和諧響應分析。對比簡化后模態(tài)分析的數(shù)值結果與理論結果，驗證了模型的合理性。通過諧響應分析，得到了雙驅進給系統(tǒng)易產(chǎn)生共振的頻率值，分析模態(tài)振型圖，提出了雙驅進給系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)的改進意見。4基于虛擬樣機技術，將滾珠絲杠處理為柔性體，在ADAMS中建立了雙驅進給系統(tǒng)的剛柔耦合模型，并對其進行了運動仿真，得到了橫梁的加速度曲線，發(fā)現(xiàn)橫梁在兩絲杠中間段加工時易產(chǎn)生振動同時，以橫梁上某一點的幅頻特性曲線中的最大幅值為目標函數(shù)，兩絲杠之間的跨距為參數(shù)變量進行優(yōu)化，得到了兩絲杠之間跨距的合理安裝尺寸。

簡介：在煤炭生產(chǎn)過程中礦井提升系統(tǒng)作為重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擔負著提升和運送礦井的煤炭、人員、矸石、各種材料和設備，成為緊密聯(lián)系礦井井下和地面處的重要提升設備。多繩立井摩擦提升機在運行過程中提升設備可能發(fā)生卡罐事故，卡罐工況引起提升系統(tǒng)的振動，嚴重影響了礦山正常生產(chǎn)。因此本文針對卡罐工況下提升系統(tǒng)動力學特性進行分析。本文根據(jù)鋼絲繩勻質特性采用拉格朗日方法建立了五自由度塔式摩擦提升系統(tǒng)和七自由度落地式摩擦提升系統(tǒng)的動力學模型。在此基礎上，分別建立卡罐工況下視尾繩為獨立自由度的三自由度和尾繩質量等效到載荷上的二自由度的塔式摩擦提升系統(tǒng)動力學模型，及視尾繩為獨立自由度的五自由度和尾繩質量等效到載荷上的四自由度的落地式摩擦提升系統(tǒng)的動力學模型。對比分析當尾繩質量等效到載荷上時提升系統(tǒng)的動力學特性不同于尾繩為獨立自由度的情況。結合塔式和落地式摩擦提升系統(tǒng)實例，分析異常工況卡罐時立井提升系統(tǒng)（尾繩為獨立自由度）的動力學特性。改變提升運行速度及卡罐故障發(fā)生的位置，在不同工況下分別對塔式和落地式摩擦提升系統(tǒng)的位移、速度、加速度及鋼絲繩的動張力進行對比分析。得出卡罐工況提升系統(tǒng)振動與提升運行速度成正比，而卡罐位置對提升系統(tǒng)振動的影響較為復雜。利用ADINA軟件對塔式摩擦提升系統(tǒng)進行卡罐運動學仿真，分析卡罐故障對提升鋼絲繩縱向和橫向振動的影響以及鋼絲繩最大有效應力的變化規(guī)律。在卡罐工況時，鋼絲繩的縱向和橫向振動均產(chǎn)生突變，鋼絲繩的最大有效應力在短時間內急速增大。提升機正常運行時，對提升系統(tǒng)振動進行現(xiàn)場測試，測試結果與ADINA仿真分析結果相吻合。

簡介：鈦基復合材料因綜合性能優(yōu)于鈦合金而具有更廣闊的發(fā)展前景。其中原位合成TIB和稀土氧化物增強的鈦基復合材料因高溫力學性能優(yōu)異已有較多研究。然而在材料制備過程中原位反應機理以及稀土氧化物增強體的形成機制尚待進一步討論。本文針對原位自生TIBLA2O3TC4鈦基復合材料研究了增強體添加方式對材料微觀組織和力學性能的影響規(guī)律為原位自生反應的機理性研究與工藝優(yōu)化提供理論支持。本文分別通過TILAB6中間合金和TIBLA單質兩種增強體添加方式利用真空自耗電弧熔煉熱加工熱處理工藝原位合成了不同增強體含量的TIBLA2O3TC4鈦基復合材料。復合材料的基體組織為網(wǎng)籃組織TIB增強體為短纖維狀LA2O3則有兩種形貌短纖維狀初生LA2O3和細小彌散的二次析出LA2O3。相比而言TIBLA體系因LA單質熔點低、活性高在熔煉時易優(yōu)先氧化而形成較多初生LA2O3并因LA2O3具有AM2O3結構而生長為高長徑比的短纖維狀TILAB6體系中的LA元素則大部分在在鈦基體ΑΒ轉變時析出并奪取基體中的氧形成較多二次析出LA2O3。隨著增強體含量的增多增強體的尺寸相應增加TIB的長徑比隨B含量的提高而略有下降而LA2O3的長徑比隨LA含量的提高而增加。熱力學計算的結果表明基體TC4中的合金化元素AL可促進TIBLA體系增強體的形核從而細化增強體尺寸因此TIBLA體系材料中的TIB和LA2O3長徑比高于TILAB6體系材料同時未形成異常粗大的初生LA2O3。材料在室溫和高溫下的斷裂方式均為韌性斷裂。隨著增強體含量的提高復合材料的強度上升而塑性下降。隨著拉伸溫度的上升復合材料的抗拉強度逐漸下降當拉伸溫度達到500℃時復合材料的抗拉強度顯著下降。當增強體含量與拉伸溫度相同時由于TIBLA體系材料中TIB和初生LA2O3增強體的平均長徑比要高于TILAB6體系中增強體的平均長徑比因而在室溫與高溫拉伸時TIBLA體系材料的增強體具有更好的承載作用因此表現(xiàn)出更高的室溫和高溫抗拉強度。

簡介：點擊查看更多風電系統(tǒng)中混沌動力學行為分析.pdf精彩內容。

簡介：柔性印刷電路板在移動電子設備的小型化、超薄化、折疊化等流行趨勢中發(fā)揮著越來越重要的作用。柔性印刷電路板發(fā)生疲勞破壞時，電子設備也將隨之發(fā)生損壞，給人們帶來較高的經(jīng)濟損失。本課題依據(jù)UESTCNOKIA國際合作研究課題，主要研究目的是研發(fā)用于測試其柔性電路板彎曲疲勞壽命的測試儀器。在分析了IPC和三點彎驗方法和對比平板彎曲疲勞試驗機結構的基礎上，確定了試驗機的總體技術要求和技術方案。將設計任務劃分為機械設計、電路設計和軟件設計三個方面。設計了基于步進電機驅動絲桿滑塊機構作為驅動器的試驗機機械結構，避免了傳統(tǒng)機械傳動機構加載模式、加載行程固定的缺點，可以精確的控制加載速度、加載行程和加載模式。同時在加載結構和支撐結構上預留了接口以實現(xiàn)試驗機的復用。設計出了以ATMEGA16為主控制器的測控系統(tǒng)，并對AVR主處理器模塊、步進電機驅動模塊、光電計數(shù)模塊、試樣電阻檢測模塊、人機交互模塊、串口通信模塊進行了電路設計。分析了步進電機的工作原理，設計了其驅動算法，完成了驅動軟件，并在MATLAB中對其進行了仿真分析。在PC機上利用LABVIEW建立了上位機控制界面，利用串口通信功能，在上位機上設置試驗機的工作參數(shù)，并實時反饋工作狀態(tài)。使用曲線直觀顯示電阻與加載次數(shù)的關系。在電阻變化超過閾值時，向單片機發(fā)送停止信號實現(xiàn)無人值守自動停機功能。通過調試工作，確定機械結構功能尺寸符合要求，電機運行平穩(wěn)，各部分功能工作正常，上位機與下位機通信順利。此柔性電子彎曲疲勞試驗機符合設計要求，能順利完成預期目標。

簡介：作為一種具有低輸出阻抗的力輸出驅動裝置，串聯(lián)彈性驅動器SERIESELASTICACTUAT，SEA在步行機器人、康復機器人、機械外骨骼以及醫(yī)療輔助器械等領域逐漸被廣泛應用。本論文正是從串聯(lián)彈性驅動器的廣泛應用前景出發(fā)，著眼于串聯(lián)彈性驅動器的基礎性研究，展開了以下工作。首先，建立一種新的SEA動力學模型。針對目前串聯(lián)彈性驅動器動力學模型的不足本文建立了一種新的SEA動力學模型。以該動力學模型為核心建立了基于速度源驅動的SEA控制模型，提出了一種力源控制法，建立了力源控制模型，推導出了兩種控制模型開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)，進而通過NYQUIST圖和BODE圖對系統(tǒng)穩(wěn)定性和動力學模型的控制特性進行分析，并得到了閉環(huán)系統(tǒng)的諧振峰值、諧振頻率和力輸出帶寬。通過控制與動力學仿真軟件對該模型進行機電一體化系統(tǒng)聯(lián)合仿真得到階躍與變帶寬正弦信號跟蹤響應，最終利用DSPACE與已完成的SEA樣機進行實物控制試驗，理論仿真和試驗結果是一致的，SEA樣機力輸出穩(wěn)定，證明本文所建立模型完全合理。其次，對SEA能量放大特性進行了研究。由于能量放大特性是SEA所特有的一種特性，有著廣泛的應用前景，因此成為該領域研究重點之一。針對本文建立的新的SEA動力學模型，對SEA的能量放大特性展開了基礎性研究。推導出了新的SEA動力學模型下的能量方程，繪制出了SEA能量輸出曲線，定義了SEA能量放大特性指標（即能量放大峰值、能量放大峰值點、能量放大行程、能量放大行程起始點），分析了SEA能量放大特性指標隨系統(tǒng)參數(shù)（彈簧剛度、傳動機構等效質量和阻尼）的變化規(guī)律。最后利用ADAMS對SEA能量放大特性進行了仿真，仿真結果與理論分析相一致。證明了本文對SEA能量放大特性分析方法和結果是正確的。

簡介：界面作為纖維增強復合材料的重要組成部分之一，對復合材料的宏觀力學性能和破壞過程有著重要影響。單纖維拔出實驗方法近年來一直備受重視，是一種用來測評增強纖維的表面改性效果和復合材料界面質量的重要手段。本論文基于細觀力學實驗的結果，采用有限元軟件ANSYS和生死單元方法對玻璃纖維水泥復合材料的單纖維拔出實驗進行了數(shù)值模擬分析。在不同的纖維埋入長度情況下，模擬結果與實驗數(shù)據(jù)相吻合，從而驗證了該數(shù)值模擬的合理性。模擬了纖維表面接枝處理后的玻璃纖維水泥復合材料單纖維拔出實驗的界面破壞過程，并得到了纖維端部的荷載位移響應曲線，結果表明纖維表面環(huán)氧樹脂接枝處理會對界面剪切強度和破壞模式產(chǎn)生重要影響。討論了界面層厚度和界面粗糙接枝對纖維增強復合材料的界面剪切強度和破壞模式的影響，發(fā)現(xiàn)粗糙的界面由于存在機械咬合力而具有較高的界面結合強度。對具有不同彈性模量的界面的玻璃纖維水泥復合材料的單纖維拔出實驗進行了數(shù)值模擬，研究界面彈性模量對纖維增強脆性基體復合材料的失效破壞機理和宏觀力學性能的影響。結果表明，剛性界面不能有效改善復合材料的脆性，柔性的界面可以提高復合材料的宏觀韌性。另外，對金屬基及陶瓷基等不同纖維基體復合材料體系的單纖維拔出實驗進行了數(shù)值模擬和討論，研究結果有助于分析此類復合材料的宏觀力學性能和失效破壞機理。

簡介：巖質邊坡巖體力學參數(shù)在邊坡穩(wěn)定性評價等邊坡問題的研究中有著十分重要的意義。如何獲取準確的巖體力學參數(shù)一直都是研究工作者所研究的重要內容。本文主要研究如何利用位移反分析方法來獲取邊坡巖體力學參數(shù)以及利用參數(shù)進行穩(wěn)定性分析。主要內容包括利用FLAC3D軟件對邊坡開挖進行模擬，進行邊坡穩(wěn)定性分析以及利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行巖土體力學參數(shù)反分析。首先，在巖質邊坡每一臺階處設定測點，開挖每一級臺階后即測量該階段處的地表位移值。其次，由于建立的模型復雜，采用ANSYS建模再導入FLAC3D中進行數(shù)值分析，由于邊坡巖土體結構復雜，可采用摩爾庫倫模型，輸入的力學參數(shù)采用正交試驗設計方法，獲得由不同輸入?yún)?shù)計算的得到的邊坡開挖產(chǎn)生的位移。然后，以FLAC3D數(shù)值分析得到的邊坡位移和對應的力學參數(shù)為反分析的輸入集和輸出集，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡，并進行網(wǎng)絡訓練和仿真。將實測的監(jiān)測位移值作為輸入集，利用訓練好的網(wǎng)絡反分析出反演值，并和理論值進行對比。利用理論值對邊坡進行穩(wěn)定性分析，分析加支護和不加支護條件下的開挖情況，得到邊坡安全系數(shù)和塑性貫通區(qū)域等信息，對邊坡開挖加支護的必要性提供了依據(jù)。本文論述了利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行巖土體力學參數(shù)反分析以及采用數(shù)值分析邊坡穩(wěn)定性的可行性和可靠性，得出了這種簡而有效的穩(wěn)定性分析方法。

簡介：蒸汽蓄熱器是充滿一定壓力汽、水混合物的儲存式壓力容器，因其具有平衡蒸汽熱負荷、緩解用汽矛盾、節(jié)能效果顯著等特點，廣泛應用于冶金、紡織、煙草、釀酒等傳統(tǒng)工業(yè)領域和新興太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中。而應用于航空母艦上的蒸汽彈射系統(tǒng)，利用了蒸汽蓄熱器在極短時間內可提供大量蒸汽的特性幫助艦載機順利起飛。蒸汽蓄熱器的充、放汽過程涉及閃蒸、汽液兩相流動、多種形式的傳熱等一系列復雜變化過程，準確預測和分析其動態(tài)特性仍極具挑戰(zhàn)，其中蒸汽蓄熱器精準仿真模型的建立是系統(tǒng)仿真及性能研究中的難點?；谄簝上噘|量、能量守恒定律，考慮工質蒸發(fā)（冷凝）相變弛豫時間和流體與金屬壁面的熱交換過程，建立了蓄熱器非平衡熱力學模型。利用增壓鍋爐蒸汽動力試驗系統(tǒng)對蓄熱器單獨充、放汽及連續(xù)充放汽特性進行試驗研究，在應用試驗結果驗證蒸汽蓄熱器非平衡熱力學模型準確性的同時，修正了數(shù)學模型中表征非平衡現(xiàn)象的特性系數(shù)。依據(jù)蒸汽蓄熱器實際工作過程，在不同充汽方式下改變蒸汽蓄熱器充水系數(shù)、體積、初始壓力、汽源參數(shù)、放汽閥通流能力等因素，研究蒸汽蓄熱器各特征參數(shù)的變化規(guī)律。研究結果表明，所建立的蒸汽蓄熱器非平衡模型能夠準確反映充、放汽過程中蓄熱器由非平衡向平衡狀態(tài)過渡時各參數(shù)的動態(tài)變化趨勢。充汽過程蒸汽蓄熱器壓力經(jīng)歷先升高后降低直至穩(wěn)定的非平衡過程，并受充汽流量、汽源焓值、蓄熱器體積等諸多因素影響；放汽過程蒸汽蓄熱器壓力呈現(xiàn)快速下降后升高直至穩(wěn)定的變化趨勢，且壓力上升的幅度與放氣閥的通流能力等密切相關；連續(xù)充放汽過程蓄熱器水位不斷下降，充、放熱壓力對蓄熱效率影響顯著。因此，實際應用中（如蒸汽彈射裝置）必須考慮蒸汽蓄熱器非平衡熱力過程對其工作特性的影響。蒸汽蓄熱器非平衡熱力特性研究為蒸汽蓄熱器設計、系統(tǒng)控制策略的制定提供有力的技術支持。

簡介：數(shù)控機床高精密加工的發(fā)展對切削振動和刀具狀態(tài)的研究提出更高的要求。切削過程中刀具狀態(tài)的變化對刀具工件系統(tǒng)動力學、工件表面質量、機床各部件的振動都會有較明顯的影響，所以對刀具工件系統(tǒng)的動力學特性進行分析和對切削刀具狀態(tài)進行監(jiān)測就是至關重要的。當前基于振動信號的刀具狀態(tài)表征的研究一般對刀具的高頻或主軸轉頻進行分析；而且直接對振動響應信號頻譜中的峰進行分析，工頻會對結果產(chǎn)生影響；最重要的是現(xiàn)有的表征方法受切削參數(shù)的影響較大。本文利用低頻工作模態(tài)對刀具工件系統(tǒng)的動態(tài)變化進行研究。該刀具工件系統(tǒng)的低頻工作模態(tài)特征會隨著刀具和工件的變化而變化，而受切削參數(shù)的影響較小?；诠ぷ髂B(tài)分析對切削振動響應信號進行分析，分析辨識出的低頻工作模態(tài)對刀具工件系統(tǒng)變化因子的敏感性。并基于動力學敏感性進行刀具狀態(tài)表征。本文的研究內容包含以下四個方面首先對數(shù)控車床的靜態(tài)低頻模態(tài)特性進行分析。辨識出靜態(tài)下各階模態(tài)參數(shù)。并分析靜態(tài)下不同階模態(tài)的敏感方向和敏感部件，辨識出主導模態(tài)。其次分析刀具工件系統(tǒng)動態(tài)動力學敏感性的研究方法。分析連續(xù)切削過程中數(shù)控機床的不同結構的各階工作模態(tài)及不同方向對刀具工件系統(tǒng)變化因子的敏感性，辨識出刀具磨損的敏感模態(tài)，這被定義為動力學敏感性方法。再次分析基于動力學敏感性的刀具狀態(tài)表征。分別在切削參數(shù)不變和切削速度變化下，利用敏感工作模態(tài)幅值變化對刀具磨損狀態(tài)進行表征。由于敏感工作模態(tài)幅值變化受切削速度影響很小，所以該方法是一種獨立于切削速度的可靠的刀具狀態(tài)表征方法。最后論述基于動力學敏感性的加工應用。優(yōu)化切削參數(shù)以減小刀具磨損速度。結合主切削力方向的模態(tài)低幅值穩(wěn)定階段和刀具穩(wěn)定磨損階段，將表面質量要求較高的工藝設計在此階段，也能改變切削參數(shù)以提高切削效率。在切深很小的精密切削過程中，較小的刀尖磨損對工件表面質量有較大影響，這時要根據(jù)磨損量實時改變切深。研究結果表明，切削速度對工作模態(tài)影響較小，工作模態(tài)表征刀具工件系統(tǒng)的變化因子在不同的方向、部件、頻段內具有差異性。利用敏感工作模態(tài)幅值變化對刀具磨損狀態(tài)進行表征是獨立于切削速度下的一種可靠的方法。

簡介：塔架作為風力發(fā)電機的關鍵性承力部件對風力機組的穩(wěn)定運行至關重要。風力機的大型化、高聳化發(fā)展趨勢對塔架的力學性能提出了更高的要求。仿生學概念下的植物多體系統(tǒng)可為塔架的結構設計提供借鑒。本文基于對塔架研究現(xiàn)狀的全面認識，以現(xiàn)存問題及未來發(fā)展為導向，引入仿生設計理論，通過對仿生設計方法的系統(tǒng)研究及應用，提出仿竹型塔架結構，利用有限元方法對該型塔架的靜動態(tài)特性及穩(wěn)定性進行了分析。具體的研究內容情況及得到的主要研究結論如下1提出了結構仿生設計理論在塔架結構仿生設計中的應用方法，建立了基于竹子節(jié)狀結構的仿生塔架模型。在研究總結相似理論和系統(tǒng)綜合評價技術的基礎上，提出了結構仿生設計的具體方法和一般設計流程并應用在塔架結構仿生設計。選擇竹子為生物原型，從結構、功能、載荷及約束三個方面對塔架與竹子的相似度進行計算，驗證了生物選型的合理性。分析提取竹子的節(jié)狀特征結構用于塔架設計，提出了具有5個加強節(jié)的仿生塔架并建立了塔架的幾何模型。2建立了原型塔架及仿生塔架的有限元模型并對其靜動態(tài)響應特性進行分析，驗證了仿生塔架靜動態(tài)性能的提升作用。ANSYS分析結果顯示仿生塔架的頂端位移較原型塔架減小了475％，仿生塔架的剛度得到提高；仿生塔架的應力分布較原型塔架更加平緩且最大應力在加強節(jié)上，仿生塔架的應力分布得到改善；塔架的固有頻率在合理區(qū)間，不會引起共振，仿生塔架的固有頻率較原型塔架有所增大，且高階增量大于低階增量，仿生塔架的振動特性得到提升。3提出了塔架的線性及非線性屈曲穩(wěn)定性分析計算方法，從線性與非線性兩個方面分析了原型塔架與仿生塔架的屈曲穩(wěn)定性。結果表明兩種分析模式下仿生塔架的失穩(wěn)臨界載荷均大于原型塔架的臨界載荷，仿生塔架的穩(wěn)定性得到增強；一階線性屈曲分析的臨界載荷大于非線性屈曲分析的臨界載荷，非線性屈曲分析的結果更加精確。研究表明，利用結構仿生設計理論對塔架進行仿生設計方法科學，結果合理，可為塔架結構設計提供理論參考依據(jù)。同時，對于結構仿生設計過程中生物原型和設計目標之間的設計標準對接問題和仿生塔架的結構優(yōu)化問題還需要進一步研究。

簡介：在輕鋼結構越來越被廣泛使用的今天，對于其結構性能的研究越發(fā)的細致，以求在前期設計階段更為真實的模擬工程實際以提高結構安全性以及經(jīng)濟性。結構外側鋼板得益于其自身剛度可提高剛架整體性能而愈發(fā)受到關注。由于目前我國關于鋼板參與整體工作的技術規(guī)范還不完善。故而在傳統(tǒng)設計中，往往只考慮結構剛架受力，而忽略外表面圍護材料對于結構整體的加強作用。但作為圍護材料的鋼板如果可以與結構有良好的連接時，可以發(fā)揮其平面內抗剪優(yōu)勢與原受力構件成為整體共同抵抗外荷載作用，增加結構整體剛度。這種由于結構外表皮覆蓋的維護材料利用自身安全儲備對于結構整體受力性能起到加強作用的現(xiàn)象稱之為蒙皮效應。通過學習國內外關于蒙皮效應的文獻資料，本文在闡述了蒙皮效應作用原理以及蒙皮單元的有限元模擬分析后，通過建立蒙皮板作用前后的有限元模型，進行靜力和模態(tài)分析，比對考慮蒙皮板作用前后結構整體力學性能的變化。分析得出蒙皮板可以對結構提供一定的剛度，減小結構變形，而結構自振周期減弱，陣型更加復雜。而蒙皮板的布置也對結構性能有所影響，沿屋面和縱向墻面布置時，在水平荷載作用下蒙皮效應對中間剛架產(chǎn)生一定積極意義，但在山墻處反而使得端部性能降低考慮山墻蒙皮效應后，對提高各榀剛架性能均產(chǎn)生良好的影響，且隨著與山墻距離的縮短，效果更加明顯。此外，蒙皮單元的各項參數(shù)對蒙皮效應也產(chǎn)生不同效果。本文通過各項分析希望對今后的工程實踐提供一定的參考。

簡介：鎂合金具有低密度、高的比強度和比剛度、高阻尼、電磁屏蔽性良好及機械加工方便等優(yōu)點，被廣泛地應用于輕質結構件、航空航天等領域；而在生物材料領域，鎂合金具有良好的生物活性和生物相容性，特別是其可生物降解性，為可降解金屬硬組織替代材料展示了一個誘人前景。本課題通過元素合金化手段在鎂中添加鈣元素，熔煉出不同鈣含量的MGCA合金。隨后對其進行熱處理，并通過電化學試驗、浸泡試驗、硬度試驗和拉伸試驗，借助金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀、萬能拉伸試驗機、布氏硬度計等對這些合金的顯微組織、腐蝕行為和力學性能進行了研究。結果顯示，鑄態(tài)下MGXCA合金主要是由MG相和MG2CA相組成，隨著鈣含量的增加，合金中MG2CA相增加，合金的抗拉強度和延伸率逐漸減小，屈服強度和布氏硬度逐漸增大；經(jīng)過熱處理后析出過飽和ΑMG固溶體，沿著晶界析出細小顆粒狀第二相MG2CA，硬度和拉伸性能都有所提高。合金的腐蝕實驗結果表明，鑄態(tài)下，在相同時間段，鈣的添加在一定程度上促進了腐蝕速率的加速，且與鈣含量成正比關系。其中，MG5CA腐蝕電流密度最高，腐蝕電位最低，其耐蝕性最差；當腐蝕24小時后，失重比達70％。熱處理后，合金的腐蝕速率明顯降低，但耐蝕性最差的仍是MG5CA。鑄態(tài)和熱處理后MGCA合金的主要腐蝕形態(tài)為點蝕和絲狀腐蝕。