微孔超声振动钻削装置设计

针对目前传统钻床钻削微孔存在的局限性,基于超声振动钻削基本理论,课题组设计了一套超声轴向振动钻削装置,用于对微孔进行钻削加工。并基于ANSYS软件运用有限元法对超声振动装置的核心微孔部件变幅杆进行动力学特性仿真研究,得到变幅杆的固有频率和振型以及在变幅杆达到共振时的自由端振幅,从而获得变幅杆的振幅放大系数等参数,设计了高振幅放大比变幅杆。该超声振动钻削装置可直接安装在摇臂钻床主轴上进行微孔的钻削加工,并得到高质量的微孔。该设计有效解决了传统钻削的不足。     

基于ANSYS的复合型阶梯变幅杆动态特性研究

为了对某复合超声变幅杆进行动态特性研究,基于变幅杆设计理论,利用仿真软件MATLAB和ANSYS对其进行动力学分析。根据复合变幅杆的3个主要设计参数,即面积比、端口直径和圆锥过渡长度,对变幅杆进行有限元仿真试验,记录每组试验的共振频率、放大系数及最大响应应力等动态性能参数进行分析。结果表明：面积比或端口直径越大,有限元得到的共振频率和放大系数越偏离解析值,最大响应应力也越大;圆锥过渡长度越大,有限元得到的共振频率和放大系数越接近解析值,最大响应应力也越小。3个设计参数对变幅杆动态特性都具有显著影响,过大的面积比或端口直径都有可能导致变幅杆失真而无法工作或是最大响应应力超出材料的许用应力导致变幅杆损坏。增大圆锥过渡长度可以减小共振时产生的频率误差和最大响应应力值,但同时会减小放大系数。     

有附加质量时纵振动超声变幅杆的长度估算

本文对超声振动切削中有附加质量(刀具)的纵振动变幅杆的共振长度进行了理论计算。将附加质量看成质点,对等截面杆、指数形杆、园锥形杆、悬链线形杆,分别给出了共振长度的计算式。可在设计变幅杆时,对所需长度进行估算。     

指数形超声变幅杆放大理论分析

采用微元法建立指数形变幅杆的波动方程,分析连续纵振动的两种边界条件,结合边界条件和分离变量法求解指数形变幅杆的波动方程,得到变幅杆在纵向的位移函数关系表达式,进而得到指数形变幅杆的放大倍数。为研究变幅杆几何尺寸和振动频率对放大倍数影响,选择控制变量法对指数形变幅杆的放大倍数进行分析,结果表明:指数形变幅杆放大倍数随其长度的增大而减小,随其大小端半径之比成近似的线性关系,振动频率等于固有频率时放大倍数达到最大。     

超声波振捣器研究

分析了现行偏心轮振捣器存在的问题 ,提出了用超声波作振力源的超声振捣器 ;介绍了超声发生器、变幅杆的原理与性能 ,讨论了超声振捣器的应用前景     

指数型变幅杆的模态分析

应用AN SYS通用有限元程序对指数型变幅杆进行了模态分析,得到了纵振动共振频率,位移节点,放大系数等参数。与理论分析结果比较,表明有限元法获得了较高精度。     

超声振动车削

根据自行研制的一套悬臂式超声振动车削装置,本文就车刀等附加振量对变幅杆固有系统频率的影响进行了初步研究。车削对比试验表明,各项指标均比普通车削有所提高。     

基于光纤光栅传感阵列及双目视觉的内窥镜三维显形系统的研究

内窥镜柔性杆在体内的形状显示是一种新型的技术,在这种技术的帮助下,当病人的结肠处于一种不正确的位置上或者说在进境的过程中内窥镜柔性杆的形状形成了扭曲,而形状扭曲会导致内窥镜检查的不安全性,如果预先知道这种状况的发生,就能给诊断带来安全性。本文主要研究了一种基于光纤光栅传感阵列的内窥镜柔性杆的形状及双目视觉的内窥镜镜手柄部分的姿态检测方法,这两种方法的集成构成了整个内窥镜的显形系统。详细的分析包括基于光纤光栅传感器信息的检测原理以及空间曲线重建算法,内窥镜手柄部分相对于世界坐标系的位姿估计。实验结果证明了提出方法的有效性。比较以前的研究,形状重建的精度已经提高到了4.5mm。通过加入内窥镜手柄的位姿检测,整个三维形状显示子系统变得更加有效和更实用化。     

倒立摆模糊控制器的设计与仿真

以小车的位置、速度,摆杆的角度、变化率为状态建立了一阶直线倒立摆的状态空间数学模型,在此基础上分别对小车位置和摆杆角度进行了模糊控制器设计,并将2个控制器进行了耦合。最后在Simulink环境下搭建了仿真实验平台并进行了仿真实验,实验结果表明：小车的位置和摆杆的角度同时得到了控制,最终小车和摆杆均在平衡位置附近极小的范围内振动,保持一种动态平衡,取得了较好的控制效果。     

平面桁架在框架设计中的应用

耗能支撑框架是近年来出现的一种新型结构类型,具有良好的抗震性能。根据“强柱──中梁──弱腹杆”的设计原则,通过实际工程的应用分析,将平面杆系结构──桁架与框架相结合,解决了多层建筑中大空间问题。     

N进制计数器的一种设计方法

通过对计数器工作原理及组成的分析,提出N进制计数器的一种设计方法。运用本文提出的方法,我们可对N进制计数器进行快速设计,并且思路固定。使N进制计数器的设计变得有规律可循。     

《材料力学》教材中“压杆失稳”概念小议

在介绍压杆分枝点失稳两种分析理论的基础上,讨论了国内某些工科《材料力学》教材在阐述“压杆失稳”概念时所存在的问题,提出了“压杆失稳”概念的准确表述,并通过实例阐述了“压杆失稳”概念的物理本质。     

“平面四杆机构中曲柄存在条件”的教学方法探讨与实践

对于＂铰链四杆机构曲柄存在条件＂部分内容,提出新的讲授方法,通过几何关系直接推导出杆长关系不等式,得出＂杆长条件＂的结论。通过在实践教学环节中对新旧两种教学方法进行应用对比,发现新的教学方法能更有助于学生的理解与学习。     

Proe运动仿真功能在实验教学中的应用

Pro/Engineer软件的功能十分强大,其中运动仿真模块注重运动的分析;机构运动分析是设计中重要的环节,他们之间有看紧密的联系.以四杆机构为倒,讲解了如何将Proe软件的运动仿真功能应用于四杆机构的设计中,在熟悉运动仿真功能的同时,还掌握了四杆机构的设计方法,从而将理论与实践结合起来.     

完整服务产品和服务提供系统的设计

文章提出了一种全新的服务设计概念 ,即把完整服务产品和服务提供系统作为一个有机整体来考虑 ,并分析比较了现有的几种服务设计方法 ,在此基础上提出了一种新的服务设计方法。     

翼片加载螺旋线慢波系统的特性分析

通过切比雪夫多项式展开螺旋带上的面电流,用真空层模拟螺旋带的厚度、均匀分层介质等效介质夹持杆、用无限多个无限薄的翼片等效实际翼片,得到了色散方程、平均耦合阻抗和衰减常数的表达式。与实验数据相比,结果接近实验值,该文提出的方法对实际螺旋线慢波系统的设计具有重要的指导意义。     

钢筋混凝土曲形支撑体系在地铁复杂深基坑围护结构设计中的应用

受地面环境的影响,市区内明挖深基坑的平面布置形式逐渐向复杂多边形方向发展。由简单条线形杆系内撑组成的传统围护结构在该类基坑中应用时,由于各种施工条件的限制,将难以付诸实际。从复杂深基坑平面布置形状特点、设计方案的可实施性、施工过程的安全性和施工组织的便捷性角度出发,提出了一种适合于该类复杂深基坑特点的曲梁式环撑围护结构体系,并依托实际工程背景,对该种围护结构体系的构成、支护方案特点、结构检算方法及具体设计参数等进行了详细阐述,最后通过现场监测结果对设计方案的可行性进行了验证。     

混凝土拉压杆模型最小拉压杆夹角取值范围研究

混凝土深梁抗剪设计和应力非规则区设计一直是工程界的难题，目前普遍认为拉-压杆模型法是设计混凝土深梁和应力非规则区比较有效的方法之一，已经被多国规范所采纳。虽然各规范都认识到拉、压杆之间的夹角取值对设计和验算结果的影响，并对此做了相应的规定，但都没有明确地将腹板的配筋率，腹板钢筋的屈服强度和混凝土的极限抗压强度等因素联系起来，因此有必要对此做进一步深入的研究。通过控制腹板钢筋屈服先于混凝土压杆的破坏，防止结构发生脆性破坏为条件，推导了拉、压杆之间最小夹角与腹板的配筋率，腹板钢筋的屈服强度和混凝土的极限抗压强度等因素之间的关系表达式，得到了一些有意义的结论。     

小剂量灌装机理瓶机构优化设计

针对目前小剂量灌装机的人工上料存在效率低下、安全卫生不达标等问题，课题组提出一种基于四杆机构的理瓶机构方案。运用解析法对理料机构进行了结构分析，针对四杆机构特性创建平面简图，采用解析法针对其运行过程中的运动学理论进行分析计算；采用ADAMS软件对目标机构进行建模与仿真分析，并以四杆机构曲柄、连杆、摇杆长度为设计变量，以压力角最小为目标，各杆件之间相互关系为约束条件，进行优化设计得到最优解，使压力角减少了19.6%。优化设计有效解决了原灌装机全自动理料效率低的问题，并通过ADAMS软件对目标机构的优化设计进一步提升了传动效率。     

某轨道试验车非线性有限元结构动力学分析

为检验用于标定实验的某轨道试验车是否符合设计要求,对其进行动力学分析。首先采用UG对某轨道试验车进行三维建模,其次利用Abaqus软件建立某轨道试验车的结构动力学有限元模型,最后运用隐式时间积分动力学方法模拟该轨道试验车的牵引和制动过程,并获得整车动态响应和车体的应力、变形以及关键部件应力云图。结果表明:该轨道试验车的车体和关键部件满足设计要求,但牵引系统-牵引杆不满足强度设计要求。分析结果为进一步改进牵引杆结构提供了理论依据,也为轨道试验车的设计提供了参考。