带锯床锯架系统力学建模设计

针对国产带锯床设计中,普遍存在的锯架设计不合理导致锯条寿命短、锯切精度及效率不迭标、制造成本高等问 题,建立了带锯床锯架力学模型;以某型号锯床为实例,根据锯架力学模型对锯条进行了应力循环分析,建立了锯条的疲 劳分析模型;并以疲劳分析结果作为锯架改进设计的基础,得出了改进后详细的锯架设计参数。结果表明：改进后,带锯 条受力满足疲劳强度要求,很大程度上提高了锯条寿命及锯切精度。文中所建立的锯架力学模型适用广泛,具有较高的 实际应用价值。     

带锯床张紧装置结构设计

针对国产带锯床中普遍存在的张紧装置设计不合理导致装置失效、张紧力不恒定等问题,对张紧装置进行了需求分析,建立功能原理模型,通过综合对比各功能原理解确定了采用精度高、张紧力可保持恒定的螺纹张紧方式,设计了由张紧滑块和张紧丝杆等组成的装置结构,通过计算确定了扭力扳手力矩、张紧丝杆直径等关键部件参数,并利用有限元软件ANSYS Workbench对装置结构进行了有限元分析。结果表明：设计的张紧装置满足强度要求,装置结构设计紧凑,张紧力可保持恒定。该设计在一定程度上可提高锯切精度及锯条的寿命,可应用于大多数带锯床,具有较高的工程应用价值。     

龙门加工中心动态特性的有限元模态分析与结构优化

为了改善某龙门加工中心的动态特性,对龙门加工中心各主要结合部进行等效处理,建立了龙门加工中心整机有限元模型,对其整机进行模态分析,确定了整机动态性能的薄弱环节。针对滑枕导轨结合部刚度不足提出了2种改进方案,通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,得出采用高刚度的导轨滑块副作为滑枕导轨优选方案。在此基础上针对滑枕抗弯刚度不足提出了3种结构改进方案,再次通过整机的有限元模态分析和固有频率的比较,最终选出了龙门加工中心结构动态特性的最优改进方案。研究表明：机床整机结构的模态分析与结构优选是提高机床动态性能的有效手段。     

可调足式机器人腿部机构设计

为实现腿部机构足端轨迹多样化以增强足式机器人地面适应性，同时提高其运动稳定性，课题组基于曲柄摇杆和曲柄滑块机构设计了一种可调整足式机器人腿部机构。采用解析法对该机构进行了运动学分析，建立了以理想的足端轨迹为设计要求的单目标优化模型，考虑了腿部机构运动过程中的平稳性，引入了速度波动指标，以轨迹 速度为设计目标，采用NSGA Ⅱ多目标优化方法对机构进行优化，对优化结果进行了对比分析；基于多目标优化结果建立了腿部机构的足端轨迹库，并进行腿部机构多步态分析；以该腿部机构构建4足机器人三维模型，运用ADAMS对整机进行运动仿真。研究结果表明：多目标优化比单目标优化的轨迹误差增大了0.16%，而速度波动降低了5.84%；多目标优化与已有相关研究相比，速度波动幅值降低了25.44 mm/s。4足机器人三维模型仿真结果验证了可调整腿部机构的设计具有可行性。     

直线滚动导轨动态特性的试验研究

直线滚动导轨广泛应用于各种数控机床,其动态特性对机床整机的动态特性影响很大,所以导轨动态特性的获取有很重要的意义。设计了可同时对导轨进行法向和切向加载的加载机构,对GGB45BAL型直线滚动导轨进行了不同大小外载荷下的模态试验,获取了该导轨的动态特性及其随外载荷的变化规律,即两阶固有频率都会随着载荷的增加而增大,增幅随载荷方向的变化而变化,导轨两阶阻尼比都会随着载荷的增加而减小,但变化较小。这为机床整机动力学建模提供了依据。     

基于OptiStruct的塑料手轮模态分析与结构再设计

针对某缝纫机存在塑料手轮噪声普遍高于铝质手轮的问题，课题组通过对塑料手轮进行有限元建模与模态分析，求解塑料手轮结构的各阶固有频率及与其对应的模态振型，分析其结构动态响应特性；利用OptiStruct求解器，基于提升固有频率的拓扑优化法，对该塑料手轮进行结构优化，结合手轮的实际工况与相关风扇叶片设计理论，实现对该塑料手轮的结构再设计；对改进后手轮进行相关噪声测试，噪声数值明显降低。研究表明模态分析与结构拓扑优化可以有效改善塑料手轮的结构动态响应特性，降低其工作噪声。     

衣物自动包装机折叠机构设计与优化

针对目前衣物包装机中折叠衣物部分结构复杂，其控制系统灵敏度、协调能力低下等问题，课题组设计了一种新型衣物折叠机构。首先，基于单驱动多凸轮的传动方式提出了折叠机构的设计方案与工作原理；其次，利用解析法对机构中曲柄滑块以及凸轮轮廓的尺度参数进行分析与确定；最后，通过ADAMS软件对机构进行运动仿真，并对运动过程中的最小传动角进行优化。其优化结果表明：最小传动角相较于优化前增大62%，满足设计要求。对比传统衣物折叠机构，该机构实现了以单个原动件来完成衣物的折叠过程，具有控制效率高，传动性能好和成本低等优点。     

新型倒立摆悬挂结构滚筒洗衣机振动特性研究

为探究新型倒立摆悬挂结构滚筒洗衣机动力学特性,对其展开振动特性研究。首先对其悬挂系统进行了受力分析,讨论了阻尼器的轴向力和切向力组成, 并建立了其力学描述;进而,采用虚拟样机建立了滚筒洗衣机振动模型,通过二次开发将悬挂系统描述融入整机,并通过实验验证了仿真模型的正确性;最后,仿 真对比传统结构、改进的悬挂结构以及倒立摆式结构的动力学特性。结果表明新型结构对滚筒洗衣机脱水瞬态振动具有明显的改善作用。该研究对滚筒洗衣机的 减振降噪具有一定意义。     

带有双倾斜肋片的细通道内液体流动与传热特性

为提高细通道热沉的传热性能，设计了一种内置双倾斜肋片的细通道热沉。通过数值模拟的方法对双倾斜肋片细通道的传热特性、流动特性以 及综合性能进行研究。分析了在一定雷诺数范围内细通道的摩擦阻力因数、努塞尔数、综合性能评估值以及总热阻的变化情况。结果表明：在雷诺数较低时肋片 长度为1.5 mm的通道综合传热性能最佳，在雷诺数较高时肋片长度为1.0 mm的通道综合传热性能最佳。综上可知加入双倾斜肋片的细通道可以增加传热，并降低 总热阻从而有效地提高传热性能。     

新型六自由度铆孔机器人刚度特性研究

针对高端制造业对大型、薄壁及复杂曲面工件的精密、高效和柔性加工的需求，课题组设计了一种基于6 SPU并联机构的 新型步行式铆孔机器人。首先，建立了机构的位置逆解的数学模型；然后，通过螺旋理论推导出机构的雅可比矩阵，同时考虑支链的刚度系数，建立了机构的全 刚度矩阵及刚度模型；最后，对机构在静载荷作用下动平台变形进行了分析，同时分析了机构的刚度特性分布及相关参数对其的影响，并和有限元仿真结果进行 对比，验证了刚度模型的合理性。该研究为自动铆接机器人的结构优化及性能分析提供了参考依据。     

磁流变阻尼器结构设计及其阻尼特性试验研究

目前市场上的磁流变阻尼器由于阻尼力与体积过大而并不适用于滚筒洗衣机安装与控制,依据滚筒洗衣机悬挂 系统阻尼器力学性能以及磁流变液的材料特性和磁路设计原则,设计并制作了一个单出杆的剪切阀式磁流变阻尼器样 品,采用Instron 8800材料试验机对所设计的磁流变阻尼器进行特性试验,采集其在不同电流、频率和位移下的阻尼力。 采用MATLAB对实验数据进行处理,分析磁流变阻尼器的阻尼性能,结果表明该磁流变阻尼器设计是符合设计要求,可 用于滚筒洗衣机抑振控制策略的研究。     

基于椭圆形成原理的可变形机器人结构研究

针对可变形机器人在非结构化地形环境中作业能力低、环境适应性差等问题，设计了一种可变形履带式机器人行走机构。 在机器人履带张紧机构的设计中应用了椭圆形成原理；机器人模型中采用了双椭圆摆臂回转机构；为了增大与地面的接触面积，提高复杂环境下作业能力及稳定 性，该可变形移动机器人采用4节履带构型。该移动机器人兼具有腿式移动机构和履带式移动机构的特性，能在恶劣环境中进行物品运输、搬运负载和执行特种 任务等作业。应用结果表明该行走机构不仅具有安全可靠、环境适应性强等特点，且具备一定的越障性能和机动性能。该行走机构能提高运输效率，节约人力和 财力。     

混凝土振捣滚平机振动辊动态设计

根据滚平机整机性能对振动辊动特性的要求，通过人机交互方式，对振动辊中的激振偏心块进行了动态设计，找出了较理想的结构方案，为结构初期设计提供了理论依据。     

轮腿可变式移动机器人的结构设计

针对移动机器人在复杂多变环境下执行搜救侦察任务时机动性、越障性存在的不足，课题组提出了一种新型轮腿可变式移动机器人的设计方案。课题组通过对变径机构的设计使得机器人可以实现轮式和轮腿式2种工作模式的自如变换；采用修正的Kutzbach Grubler公式对变径机构自由度进行了分析；利用速度瞬心法对移动机器人以轮式模式工作时进行运动学求解；利用拉格朗日法建立了移动机器人的动力学模型；最后通过ADAMS软件对移动机器人进行仿真实验分析。研究结果表明：该机器人整机结构设计合理，运动平稳，具有较强的机动性与地形适应性。该研究弥补了单一运动模式的机器人在地形适应能力上的不足。     

新型偏心蠕动式转子泵的特性及流量分析

文章针对清洗机设备的要求和特点，提出了一种新型转子泵——偏心蠕动式转子泵，阐述了其工作原理和性能特点；用解析数学的方法推导出该泵的平均流量和瞬时流量公式；并用MATLAB软件拟合了瞬时流量曲线；计算了该泵的流量脉动率。通过对泵的分析研究，表明该泵具有结构紧凑，流量小，排出压力高，一定流量脉动的特点。该泵作为清洗机用泵，具有广阔的应用前景。     

绷缝机橡胶垫隔振性能优化设计

针对绷缝机高速运转时各运动组件产生较大的惯性力和惯性力矩,对机架及其他相关部件产生激励,带来强烈的振动以及噪声,而严重影响机器工作精度的问题,课题组对绷缝机橡胶垫隔振性能进行了优化设计。通过振动理论分析绷缝机橡胶垫对整机振动的影响,建立绷缝机橡胶垫刚度计算有限元模型,评估现有橡胶垫刚度。在此基础上,建立了绷缝机整机多体动力学模型,计算针板处振动位移并与实测结果对比,验证模型的可靠性。基于此模型选取橡胶垫的刚度作为试验因素,利用正交试验法完成橡胶垫刚度优化方案设计,通过仿真计算优化方案针板处振动位移峰值降低了11.7%,表明橡胶垫刚度优化对绷缝机振动性能改善具有一定作用。该方案不用对机器内部结构做任何改变,可实施性强,可作为整机振动性能改善辅助方案。     

毫米波双交错Millitron的三维有限元分析

分析了一种新型的毫米波ＴＷＴ慢波电路─双交错式Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ梯形电路。用三维有限元法对双交错梯形慢波电路的色散特性进行了分析，求得了双交错慢波结构的三维场分布。计算表明，双交错式Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ梯形慢波电路可以得到４０％的冷带宽，其＋１次谐波为前向波，热带宽可达２０％左右，同时进行了实验研究，实验结果和理论值良好符合。     

齿型螺旋翅片管束传热及通风特性试验研究

对一种先进的强化换热元件──齿型螺旋翅片管束进行了传热及通风阻力特性试验研究，试验用直接法进行．得出受洁净气流冲刷时该管束传热特性关联式和通风阻力特性关联式，并将该种齿型螺旋翅片管束的性能与相同结构的整体型螺旋翅片管束进行了比较．     

HG 磨削剂在锯切花岗石中的作用研究

本文通过对ＨＧ磨削剂的性能测定，研究了ＨＧ磨削剂在锯切花岗石过程中的作用机理。研究表明在冷却水中加入ＨＧ磨削剂后可显著提高锯切速度、延长锯片使用寿命。其原因主要是由于改善了冷却水的润滑性能，降低了干摩擦现象，产生摩擦化学反应，使之生成新型润滑剂所致。     

扇贝脱壳机特征值屈曲特性分析及优化

为实现扇贝脱壳机轻量化设计，课题组运用ANSYS Workbench 18.0对其进行屈曲特性分析，仿真分析得到屈曲特征值和振型图，确定脱壳机发生失稳时的临界应力值及屈曲发生的位置；在此基础上，基于变密度法优化准则进行拓扑优化，将优化前后的屈曲特性进行对比。拓扑优化结果显示:优化后结构整体减轻了12.5%，最大变形量基本保持一致。该研究在保证结构满足正常工况要求的同时，达到扇贝脱壳机轻量化要求。