欠驱动手爪抓取的性能主要由其机构设计所决定的,然而各关节的几何尺寸参数和作用在关节上的力矩对包络抓取的稳定影响是未知的,面向多自由度欠驱动机构的包络抓取稳定性研究仍存在诸多难题。提出了一种以接触力相等为目标函数的方法,以传动角和传动比为约束条件,确定欠驱动连杆关节几何参数,设计连杆欠驱动机构。并建立其优化设计模型,利用目标优化函数求解了在约束条件下的最优解。为进一步优化关节尺寸几何参数和驱动参数以及结构设计提供了一种有效的方法。

准确分析热镀锌线沉没辊的湿模态固有频率对该类部件的设计和振动控制具有重要意义。对沉没辊进行了自由模态、约束模态以及流固耦合下湿模态的计算与试验,较高的一致性表明耦合模型合理。进一步对比试验和仿真结果表明,当沉没辊浸没水中,整体模态频率降低,且不同阶数的固有频率的降幅相差较大;前7阶中3阶模态与轴端约束无关。在此基础上,采用有限元方法分析沉没辊的壁厚、辊身长和外径对固有频率的影响,结果表明随着的壁厚的增加,固有频率值成线性增长;随着辊身长度和外径的增加,固有频率值均会降低,但不同的振型降幅会不同。

基于弯曲成型理论并结合船用管件弯曲成型的实际工况,采用ABAQUS/CAE模块建立了20钢管件的数控弯曲成型有限元模型,对建模过程中的力学模型、几何模型、单元定义、网格划分及其敏感性分析和约束接触设置等步骤进行了详细的说明。通过提取弯曲段横截面的最小壁厚值,与变形前的截面壁厚相比,定义了弯管外侧壁厚的减薄率。同时,通过提取畸变后的管件截面的椭圆长短轴,推导出了截面畸变程度质量指标的计算方法。与实验结果比较,有限元模型的计算结果与实验测量数据之间的相对误差较小,从而验证了有限元模型计算的精确度和可靠性,为管件的弯曲成型加工提供了理论依据,可应用于加工后管件质量的评价。

针织圆纬机的大鼎是织机的重要零件,是形成圆纬机构架、支承大鼎齿轮传动、保持机器工作刚度和避免振动的关键件。通常大鼎由HT250铸成,为减少铸造缺陷和保证机加质量,铸件尺寸较大,整体沉重,耗用更多的材料,增加其他件载荷,浪费能源。为解决此问题,文中运用最优化理论的惩罚函数法,以保证功能为约束条件、以相关几何特征为决策变量、以质量最小为评价目标,进行优化分析与设计,实现轻量化。实验研究表明,以某一型号的圆纬机(质量为465.1 kg)大鼎为例,减重96.21 kg,轻量化20.69%,同时保证机器的优质功能。

遗传算法可以通过模拟自然进化的过程来搜索最优解，只需目标函数及适应度函数，不需要依赖梯度或其它辅助信息，多用于函数优化、组合优化、生产调度、自动控制、机器人学、图像处理、遗传编程等诸多方面。文中利用遗传算法对行星轮减速器进行了多目标函数的遗传算法优化分析。