通过对蜘蛛结构及运动特性分析,设计了一款四足爬行机器人的结构模型;针对腿部机构构建的坐标系,对机器人的腿部模型进行运动分析,结合机器人的关节变量与足端对应的映射关系建立仿蜘蛛机器人足尖的步态轨迹方程;利用MDH法建立仿蜘蛛机器人的运动学模型,并通过adams对其进行模拟仿真;同时,利用梯度投影算法求解仿蜘蛛机器人的运动学方程,结果表明该机器人在空间的合成位移分布与复合摆线相符。通过matlab将机器人运动轨迹模型导入adams进行步态规划分析,结果表明机器人腿部的速度呈现一个个脉冲的形式,时间间隔小,运动速度均匀平稳。从而验证了运动控制方程是正确的,结构设计是合理的,仿生机器人的动作分解是可行的。

针对磨削球头立铣刀周刃偏心型后刀面的工艺参数化定义不完善,由砂轮姿态突变导致的后刀面磨削宽度不均匀等问题,提出了一种球头立铣刀后刀面采用平行砂轮加工的磨削轨迹算法。该算法首先建立了一种具有齿偏中心量的球头立铣刀刀刃曲线模型,根据模型结构对相关坐标系及其转换关系进行了定义。随后,在描述砂轮姿态的坐标系下构建了砂轮初始磨削姿态模型以及对其工艺参数进行了定义,并根据转换关系对砂轮磨削姿态进行了统一表达。最终,算法的验证通过仿真及实际加工环境进行,并通过测量仪器对后刀面相关参数进行了测量,算法的可行性及准确性得到了进一步验证。

文章以某单级离心式空气压缩机为研究对象,使用CFD软件对叶轮子午流道、叶片β角、叶片出口倾角、叶片弯曲规律进行优化。研究结果表明改变子午流道Shroud线对气动性能的影响比Hub线敏感;调整叶片β角,使顶部载荷前移能够改善叶片出口脱流情况;出口负倾角,有助于提高压力;叶片入口朝压力面弯曲,叶片表面不容易脱流,压力效率有不同程度提高。优化后的全三元叶轮级等熵效率提高约3%,总压比提高约8%。

为保证折弯机在板材折弯过程中的稳定性及可靠性,设计了一种折弯机液压伺服控制系统,对折弯机工作运行状态进行控制分析,在此基础上设计折弯机液压系统。通过设计液压系统参数,建立适当的液压驱动伺服系统模型,由此建立数学模型并使用PLC进行程序编写。结果表明,通过对液压伺服控制系统的合理设计,提高了折弯机工作的稳定性与可靠性,板材折弯质量有较大提升。

以某种低压透平电液调节系统为例,分析其多级放大结构的耦合特点,以及应用伺服随动反馈控制先导级滑阀阀口和主滑阀阀口开度变化的机制,建立该系统的数学模型,并采用MATLAB/Simulink对其进行仿真。搭建低压透平电液调节系统试验台,试验结果表明:利用该模型获得的试验结果与仿真结果吻合性较好,验证了该数学模型的正确性和可行性;适当减小主阀芯弹簧刚度以及油缸有效面积,可在不影响稳态输出精度条件下,明显提升低压大流量系统的动态响应速度;减小先导阀弹簧刚度,可在响应速度不变的条件下,减小对控制油压的响应时间,使静态输出特性曲线零位死区减小;给出了能提高系统动态响应速度的优化参数取值。研究成果可为低压大流量伺服控制系统的设计及优化提供参考。

低压汽轮机电液调节系统中的保安集成块内部流道阻力直接影响到先导油压的动态泄压品质。通过CFD仿真分析了保安集成块内部的三种π形流道模块单元、T形正交与非正交流道模块单元以及直角交叉兼具突扩特征的流道模块单元的流动机制,对比各自的流量-压力损失特性,提出一种简易预测集成块复杂流道阻力的方法。结果表明:在直角转弯流道中,适当增大液流流动的曲率半径,可减小压力损失;同等流量下,直角交叉兼突扩特征的流道模块单元压力损失最大

为了避免加工过程中碳/碳化硅复合材料的异形、深腔燃烧室构件出现分层、撕裂和毛刺等缺陷,提出一种超声辅助锉削加工系统。首先基于多级放大原理,应用传输矩阵法,推导了多级变幅杆的频率方程,并利用MATLAB7.1软件对该频率方程进行求解,实现了多级变幅杆的超声振动;基于薄板弯曲振动原理,应用ANSYS Workbench软件对带有直槽的锉削刀具进行结构优化设计,实现了锉削刀具的超声振动;之后,分别对设计和制造出的超声辅助锉削系统进行有限元分析与振动特性测试,结果显示二者与理论分析结果较好的一致性,谐振频率的误差在0.68%～1.75%。最后,利用研制的超声锉削系统对超声速推进器燃烧室进行切削试验,获得了较好的加工效果。

针对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流输送过程中阻力损失无法精确计算的问题，利用计算流体力学软件FLUENT，采用欧拉双流体模型，计算得到扬矿硬管内高速螺旋流在不同工况条件下的阻力损失，并就其管道、物料和浆体特性等方面的影响因素进行分析。结果表明，不同工况条件下，阻力损失随提升速度、锰结核颗粒粒径、颗粒密度、浆体黏度、提升浓度的增大而增大，随管道内径和提升角速度的增大而减小。再采用能量理论，并利用MATLAB软件中的多元回归模型。推导出扬矿硬管内高速螺旋流输送的阻力损失无量纲公式，该公式能对深海采矿水力提升式扬矿硬管内高速螺旋流输送阻力损失进行理论预测，并且对实际工程应用具有一定的指导意义。

针对超声辅助磨削碳纤维复合材料不仅可以保证砂轮的自锐性,而且可以抑制碳纤维复合材料缺陷的产生。研究适应超声速推进器中异形、深腔燃烧室构件的超声加工系统;基于一维振动理论和薄板振动理论,分别建立了多段式变幅杆和异形砂轮的频率方程,并在此基础上应用MATLAB 7.1软件进行数值计算获得了带有异形砂轮的多段式变幅杆;之后,对设计出超声振动系统分别进行有限元分析和固有频率测试,结果表明二者相对设计频率的误差在1.4%以内。通过对研制的超声加工系统对碳纤维复合材料构件进行切削试验,获得了较好的加工效果。

在分析冰箱顶盖成型工艺的基础上,应用UG NX设计了模具的整体结构,包括浇注系统、型腔及型芯结构、侧抽芯机构、冷却系统和液压推出机构等。经生产验证,该模具结构设计合理,模具加工方便,塑料件成型质量满足使用要求。