基于共形几何代数的七杆巴氏桁架位置分析

1

作者 黄昔光 吴一帆 刘东裕 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期265-271,共7页

机构位置分析是机构运动学和动力学研究的基础。针对传统机构位置分析理论旋转坐标变换矩阵运算繁琐、多元高次非线性方程组求解困难等问题,提出了一种七杆巴氏桁架的位置分析共形几何代数(CGA)方法。利用CGA中的平移、旋转算子和几何积... 机构位置分析是机构运动学和动力学研究的基础。针对传统机构位置分析理论旋转坐标变换矩阵运算繁琐、多元高次非线性方程组求解困难等问题,提出了一种七杆巴氏桁架的位置分析共形几何代数(CGA)方法。利用CGA中的平移、旋转算子和几何积,建立各个运动点的位置坐标表达式;根据CGA中内积几何性质,直接获得该机构的一元16次位置输入-输出方程及其所有解析解;将该高次方程求解出的所有解进行回代,获得机构所有运动点的位置坐标,并通过数字实例验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法的几何直观性显著优于传统的复向量法、DH矩阵法,不仅可以避免矩阵运算和消元运算,且求解无增根也无漏根。 展开更多

关键词 几何代数 运动学分析 七杆巴氏桁架 几何直观性 解析解

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5-UPS/PRPU五自由度并联机床精度分析 被引量：3

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作者 覃艳明 张一同 +1 位作者 鹿玲 赵永生 《机械设计与研究》 CSCD 2004年第4期12-14,共3页

介绍了一种新型的5 UPS/PRPU五自由度并联机床,采用矩阵法建立了该并联机床的误差模型,利用蒙特卡洛技术模拟分析了驱动杆杆长误差、球铰以及虎克铰间隙对终端平台误差的影响,最合对机床的精度进行了实例分析,为该机床样机的顺利研制奠... 介绍了一种新型的5 UPS/PRPU五自由度并联机床,采用矩阵法建立了该并联机床的误差模型,利用蒙特卡洛技术模拟分析了驱动杆杆长误差、球铰以及虎克铰间隙对终端平台误差的影响,最合对机床的精度进行了实例分析,为该机床样机的顺利研制奠定了基础。 展开更多

关键词 五自由度 并联机床 精度 蒙特卡洛模拟

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三自由度并联机床动态有限元分析 被引量：4

3

作者 董旭 李蕊 杨墨 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第6期49-52,共4页

对并联机床进行动态性能分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了一种三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了模态分析,提取了整机前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机床动载荷的响应情况,在模态分析的基础上对整机进... 对并联机床进行动态性能分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了一种三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了模态分析,提取了整机前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机床动载荷的响应情况,在模态分析的基础上对整机进行了谐响应分析,得到了动平台、球铰、滑鞍等关键部位的频率位移响应曲线。分析结果表明,机床的第2阶和第4阶固有频率对机床动态性能影响最大。球铰结合部为机床结构中薄弱环节,由此提出了机床结构优化设计建议,将球形铰链更换为虎克铰链,从而提高了机床的动态性能。 展开更多

关键词 并联机床 有限元 模态分析 谐响应

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三自由度并联机床静刚度分析及瞬态响应研究 被引量：1

4

作者 董旭 任国柱 +1 位作者 李蕊 韩书葵 《制造业自动化》 北大核心 2012年第23期23-25,31,共4页

对并联机床进行静动态分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了静刚度分析,得到了机床沿虚拟轴各个方向的静刚度值。为了解机床动态性能,对整机进行了瞬态响应分析,获得了机床在承受... 对并联机床进行静动态分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了静刚度分析,得到了机床沿虚拟轴各个方向的静刚度值。为了解机床动态性能,对整机进行了瞬态响应分析,获得了机床在承受瞬间载荷各节点沿着机床虚拟轴各方向的位移响应曲线。分析结果表明,球铰结合部为薄弱环节,由此提出了结构优化建议,将球铰更换为虎克铰,从而提高机床的静动态性能。 展开更多

关键词 并联机床 静刚度 瞬态响应 有限元

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高压料层粉碎理论研究 被引量：12

5

作者 李云龙 王淀佐 《长沙大学学报》 2003年第4期36-39,共4页

料层粉碎的载荷位移曲线可以用方程式:"P/Pm=(a/am)n来描述.曲线形状系数n值的范围为1<n≤6,n=(d、Nb/Ib、Pc、V).破碎概率随载荷的增加而增加,但是增加的速率逐渐降低.当载荷达到一定值后,破碎概率便达到一个饱和值.对应于最... 料层粉碎的载荷位移曲线可以用方程式:"P/Pm=(a/am)n来描述.曲线形状系数n值的范围为1<n≤6,n=(d、Nb/Ib、Pc、V).破碎概率随载荷的增加而增加,但是增加的速率逐渐降低.当载荷达到一定值后,破碎概率便达到一个饱和值.对应于最小比能耗有一个最佳给料量,一般最佳料层数为6～10层.此外,对比了0.02mm/s和10mm/s两种载荷速度条件下,加载速度对破碎行为的影响。结果表明,高压料层粉碎宜采用缓慢挤压,这样有利于高能输入和吸收. 展开更多

关键词 料层粉碎 破碎概率 加载速度

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结构材料维氏硬度与屈服应力的关系分析 被引量：11

6

作者 薛河 庄泽城 +3 位作者 曹婷 郭瑞 崔英浩 龚晓燕 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第2期274-279,共6页

利用传统力学试验方式直接获取实际工程结构的(如焊接接头)材料力学性能有时相当困难,而准确的材料力学参数是分析实际工程结构完整性的重要基础依据。鉴于获取材料表面维氏硬度相对容易,文中利用维氏硬度试验和ABAQUS有限元分析相结合... 利用传统力学试验方式直接获取实际工程结构的(如焊接接头)材料力学性能有时相当困难,而准确的材料力学参数是分析实际工程结构完整性的重要基础依据。鉴于获取材料表面维氏硬度相对容易,文中利用维氏硬度试验和ABAQUS有限元分析相结合的方式,分析了304奥氏体不锈钢维氏硬度与材料屈服应力的相关性,为复杂工程结构的材料力学参数确定提供了一条新的途径。 展开更多

关键词 304奥氏体不锈钢 材料力学参数 维氏硬度 ABAQUS

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微量元素Zr对6082铝合金高温软化性能的影响 被引量：9

7

作者 金曼 孙保良 +1 位作者 李晶 邵光杰 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期6-9,共4页

对添加Zr与未含Zr的6082AlMgSi合金在250℃进行等温保温试验,研究了添加Zr后合金的高温软化趋势,并应用透射电子显微镜观察析出粒子的形态。结果表明,与未含Zr元素的合金相比,添加Zr的合金能明显阻碍保温过程中硬度的降低,其原因是在合... 对添加Zr与未含Zr的6082AlMgSi合金在250℃进行等温保温试验,研究了添加Zr后合金的高温软化趋势,并应用透射电子显微镜观察析出粒子的形态。结果表明,与未含Zr元素的合金相比,添加Zr的合金能明显阻碍保温过程中硬度的降低,其原因是在合金中析出了细小、弥散的Al3Zr粒子,有效地阻碍晶界的运动。含Zr与未含Zr合金在170℃时效过程中电阻变化的研究表明,两种合金的电阻随时效时间的延长均呈先快后缓地增加的趋势,但在同一时效时间里含Zr合金比未含Zr合金的电阻值低。这种现象可由Zr元素在合金中所起的作用进行合理的解释。 展开更多

关键词 高温软化 6082 AL-MG-SI合金 ZR 电阻率

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基于梯度塑性理论的单向拉伸低碳钢试样颈缩分析 被引量：10

8

作者 王学滨 杨梅 潘一山 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 2002年第3期55-57,共3页

采用非局部的梯度塑性理论 ,得到了断面收缩率及颈缩区内部不同位置直径的解析解。应变软化越严重 ,颈缩程度越大。在颈缩区域中部 ,半径最小。在颈缩区域内轴向拉应力分布是不均匀的 ,在颈缩区域中部 ,其值最大 ,而在颈缩区域边缘 ,其... 采用非局部的梯度塑性理论 ,得到了断面收缩率及颈缩区内部不同位置直径的解析解。应变软化越严重 ,颈缩程度越大。在颈缩区域中部 ,半径最小。在颈缩区域内轴向拉应力分布是不均匀的 ,在颈缩区域中部 ,其值最大 ,而在颈缩区域边缘 ,其值最小。随着流动拉应力的降低 ,颈缩区域中部的真应力持续增加。在应变软化过程中 ,断面收缩率持续增加 ,但增加的速度越来越慢。 展开更多

关键词 低碳钢 颈缩 梯度塑性理论 变形局部化 单向拉伸

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先进刀具在普通车床的应用

9

作者 黄茂其 叶榕伟 陈永兆 《装备制造技术》 2017年第2期173-175,共3页

通过利用C6132A普通车床加工20CrMnTi锻件,从使用传统的硬质合金YT15焊接车刀到更改用先进的机夹不重磨车刀和先进的涂层刀具,可使普通车床上加工零件的精度和加工效率明显提高,使先进刀具性能得到了较高的应用,有利于零件的批量生产加... 通过利用C6132A普通车床加工20CrMnTi锻件,从使用传统的硬质合金YT15焊接车刀到更改用先进的机夹不重磨车刀和先进的涂层刀具,可使普通车床上加工零件的精度和加工效率明显提高,使先进刀具性能得到了较高的应用,有利于零件的批量生产加工,体现出较好的经济效益。 展开更多

关键词 C6132A普通车床 20CrMnTi 机夹车刀 涂层刀片

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液压机分配阀芯驱动凸轮升程曲线优化设计 被引量：7

10

作者 黄长征 谭建平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期303-308,共6页

为方便控制由凸轮驱动分配阀芯的液压机速度,提出一种阀芯开启度与凸轮转角成线性关系的凸轮升程曲线,导出凸轮升程曲线方程及其压力角的数学模型。在分析液压机分配阀芯驱动凸轮工作特征的基础上,以凸轮升程曲线最大压力角为目标函数,... 为方便控制由凸轮驱动分配阀芯的液压机速度,提出一种阀芯开启度与凸轮转角成线性关系的凸轮升程曲线,导出凸轮升程曲线方程及其压力角的数学模型。在分析液压机分配阀芯驱动凸轮工作特征的基础上,以凸轮升程曲线最大压力角为目标函数,对凸轮升程曲线进行优化设计,并将其成功地应用于300 MN模锻水压机,结果表明优化效果十分显著。 展开更多

关键词 液压机 凸轮 凸轮曲线 优化设计

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磁应变法残余应力检测试验研究 被引量：4

11

作者 王嘉伟 董军 +2 位作者 陈岚树 彭洋 王东进 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2016年第3期18-23,共6页

磁应变法近年来在工程结构残余应力检测方面得到了迅速发展,具有设备简单、操作方便等优点,能方便得到残余应力分布形式,但数值精度不高。采用热轧H形钢加载回弹试验制作了标准残余应力试件,利用磁应变法和盲孔法分别测试了残余应力。... 磁应变法近年来在工程结构残余应力检测方面得到了迅速发展,具有设备简单、操作方便等优点,能方便得到残余应力分布形式,但数值精度不高。采用热轧H形钢加载回弹试验制作了标准残余应力试件,利用磁应变法和盲孔法分别测试了残余应力。通过与有限元计算结果比较发现,盲孔法测得残余应力分布和数值均与计算结果吻合良好。磁应变法测得的残余应力分布正确,但数值随不同处理方法精度不同。研究了提高磁应变法数值精度的方法,得到了采用峰值残余应力处盲孔法数值为基准可有效提高测试精度的重要结论。 展开更多

关键词 磁应变法 盲孔法 残余应力分布

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巨型液压机分配阀芯开启凸轮工作曲线设计研究 被引量：3

12

作者 黄长征 谭建平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第6期710-713,共4页

凸轮机构控制巨型液压机分配阀芯时,在不同的升程阶段对凸轮理论工作曲线压力角有不同的要求。基于对凸轮机构工作特征和受力特征的分析,从升程、转动行程、曲线形状、压力角等方面提出了凸轮工作曲线的设计方法,建立了满足工作要求的... 凸轮机构控制巨型液压机分配阀芯时,在不同的升程阶段对凸轮理论工作曲线压力角有不同的要求。基于对凸轮机构工作特征和受力特征的分析,从升程、转动行程、曲线形状、压力角等方面提出了凸轮工作曲线的设计方法,建立了满足工作要求的压力角数学模型。 展开更多

关键词 巨型液压机 工作曲线 压力角凸轮

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基于共形几何代数的空间并联机构位置正解 被引量：6

13

作者 黄昔光 黄旭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2377-2381,共5页

将共形几何代数(CGA)引入空间并联机构位置正解中,提出了一种空间3-RPS并联机构位置正解新算法。以任意一条支链轴线与静平台平面的夹角为待求变量,基于点的CGA表达方法建立了该支链与动平台连接的铰接点关于待求变量的数学表达式;通过... 将共形几何代数(CGA)引入空间并联机构位置正解中,提出了一种空间3-RPS并联机构位置正解新算法。以任意一条支链轴线与静平台平面的夹角为待求变量,基于点的CGA表达方法建立了该支链与动平台连接的铰接点关于待求变量的数学表达式;通过2次构造2个空间球和1个平面的外积,分别获得动平台其余2个铰接点的点对;利用距离公式,只需简单的平方运算可直接推导出该问题关于待求变量的一元16次输入输出方程,进而获得了该机构的全部16组解析解,无增无漏。该方法没有繁琐的坐标变换和矩阵计算,以及复杂的多元高次非线性方程组消元求解。通过数字实例计算表明,求解过程较清晰地揭示出机构运动的几何特点,几何直观性好。 展开更多

关键词 共形几何代数(CGA) 空间并联机构 位置正解 输入输出方程 解析解

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三自由度并联机床动力学响应研究 被引量：5

14

作者 董旭 高铁红 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第11期30-33,42,共5页

为了优化机床结构,提高整机静动态性能,针对一种三自由度并联机床进行了动力学响应研究。应用三维建模软件,建立了该并联机床整机的几何模型,依托有限元分析软件ANSYS Workbench建立了整机有限元模型,对其进行了模态分析,得到了机械结构... 为了优化机床结构,提高整机静动态性能,针对一种三自由度并联机床进行了动力学响应研究。应用三维建模软件,建立了该并联机床整机的几何模型,依托有限元分析软件ANSYS Workbench建立了整机有限元模型,对其进行了模态分析,得到了机械结构前20阶固有频率和振型,分析结果表明,机床低阶频率偏低。为了研究机床各阶频率对动态载荷的响应情况,在模态分析基础上对整机结构进行了谐响应分析,得到了动平台与万向铰链沿着空间各个方向的位移响应曲线,指出了机床第3阶和第8阶固有频率对机床的动态性能影响最大,支链和万向铰链是影响机床动态性能的关键结构件。为了了解并联机床抵抗冲击载荷能力,对整机进行了瞬态分析,得到了机床动平台位移、速度时间响应曲线,以及支链在冲击载荷下的平均应力变化情况。所有动态响应分析数据为机床结构优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 并联机床 有限元 模态分析 谐响应 瞬态分析

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基于冲击输入力与杠杆-斜楔增力机构的手动夹具 被引量：2

15

作者 李全德 钟康民 《机械制造》 2007年第2期67-68,共2页

设计了一种基于冲击输入力与杠杆-斜楔串联组合增力机构的手动夹具,介绍了其工作原理,给出了其力学计算公式。该手动夹具夹紧力大,自锁性好,能在一定范围内代替容易产生泄漏、噪声等污染的液压、气动夹具,能较好地适应制造技术绿色化的... 设计了一种基于冲击输入力与杠杆-斜楔串联组合增力机构的手动夹具,介绍了其工作原理,给出了其力学计算公式。该手动夹具夹紧力大,自锁性好,能在一定范围内代替容易产生泄漏、噪声等污染的液压、气动夹具,能较好地适应制造技术绿色化的要求。 展开更多

关键词 手动夹具 冲击力 增力机构 杠杆 斜楔 自锁

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方形空心工字钢的特点

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作者 宋华 付丽华 +1 位作者 徐泽宁 于晓光 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期35-36,共2页

介绍了方形空心工字钢的主要特点,并对其截面特性参数与H型钢进行了比较分析。

关键词 空心工字钢 H型钢 冷弯型铜

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NF709钢时效冲击韧性和晶间腐蚀性能的试验研究

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作者 张波 卢征然 +2 位作者 金用强 王建泳 郑子杰 《锅炉技术》 北大核心 2010年第5期52-55,共4页

借助于箱式电阻炉、冲击试验机、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射等设备和仪器,试验和研究了NF709钢的时效冲击韧性和晶间腐蚀特性。试验结果显示,NF709钢有时效脆性和时效晶间腐蚀倾向,探讨了其形成的原因,并论述了这种特性对制造、... 借助于箱式电阻炉、冲击试验机、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射等设备和仪器,试验和研究了NF709钢的时效冲击韧性和晶间腐蚀特性。试验结果显示,NF709钢有时效脆性和时效晶间腐蚀倾向,探讨了其形成的原因,并论述了这种特性对制造、运输、安装及大修过程的影响。 展开更多

关键词 NF709钢 时效脆性 晶间腐蚀 晶界碳化物

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钢的热处理组织分析 第四讲 钢的热处理组织分析实例(一)

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作者 张菁 唐孝杰 《理化检验（物理分册）》 CAS 1997年第10期31-32,共2页

在上几讲,我们已经介绍了钢的热处理组织分析方法,即通过对金相显微形貌的观察,根据其形貌特征、分布及必要的理论分析,正确判断该组织的组成物.为了帮助掌握钢的热处理组织分析方法,本讲主要举了几个钢的热处理组织实例,来说明如何进... 在上几讲,我们已经介绍了钢的热处理组织分析方法,即通过对金相显微形貌的观察,根据其形貌特征、分布及必要的理论分析,正确判断该组织的组成物.为了帮助掌握钢的热处理组织分析方法,本讲主要举了几个钢的热处理组织实例,来说明如何进行钢的热处理组织分析.1 16Mn钢正火组织分析图1为16Mn钢的正火组织.根据其明暗度及分布,可判断有两种组织物.一种是黑色条状及块状物;另一种是白色块状物.黑色条、块状物是断续网状,似乎分布于树枝晶之间.白色块状物为单相,晶界已显示出来,分布于树枝晶晶粒内部.从观察到的形态可确定,黑色物为珠光体,白色块状物为铁素体.但从分布来看,黑色物似乎在正火冷却时首先形成的,白色物是最后形成的.如果按这种形成顺序,白色物不应该是铁素体,而应该是马氏体(未显示出形态时,马氏体也是白色的).从理论上分析16Mn钢的淬透性并不好,正火几乎不可能得到马氏体,再从形态看也不像马氏体.因为4%硝酸酒精溶液不可能显示出16Mn钢的奥氏体晶界,而该组织中出现了晶界线.所以,可以将白色块状物判为铁素体.至于黑色物呈网状分布从理论上是可以解释的.因为铸件一般都存在枝晶偏析,16Mn钢的枝晶偏析是内部低碳、低锰,树枝晶间含碳、锰较高。 展开更多

关键词 钢 热处理 组织分析 正火

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大型落地镗铣床工作台床身有限元分析和优化设计

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作者 汪恩矞 郭旭红 +1 位作者 张丽 王洪 《苏州大学学报（工科版）》 CAS 2011年第3期26-28,54,共4页

运用ANSYSWORKBENCH对落地镗铣床的工作台床身进行参数化建模,并对其进行静态结构的有限元分析,根据分析的结果对床身进行了轻量化设计。结果表明:在保证床身刚度基本不变的情况下,通过调整床身导轨面和加强筋的厚度,将床身质量降低了6.... 运用ANSYSWORKBENCH对落地镗铣床的工作台床身进行参数化建模,并对其进行静态结构的有限元分析,根据分析的结果对床身进行了轻量化设计。结果表明:在保证床身刚度基本不变的情况下,通过调整床身导轨面和加强筋的厚度,将床身质量降低了6.8%,有效地降低了产品的成本。 展开更多

关键词 大型落地镗铣床 工作台 床身优化 有限元

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以过约束空间机构构造的汽车侧门锁变模式电动开启支链 被引量：1

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作者 曲志洋 杭鲁滨 钟传磊 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第8期1221-1228,共8页

面向汽车侧门锁轻量化及空间有效利用的需求,基于方位特征集提出一种空间过约束机构构型方案,对其拓扑结构及尺度约束类型进行机构解耦特征综合,构造两簇互相垂直的旋转副({R_(A)||R_(B)||R_(F)⊥R_(E)||R_(C)||R_(D)});对空间解耦过约... 面向汽车侧门锁轻量化及空间有效利用的需求,基于方位特征集提出一种空间过约束机构构型方案,对其拓扑结构及尺度约束类型进行机构解耦特征综合,构造两簇互相垂直的旋转副({R_(A)||R_(B)||R_(F)⊥R_(E)||R_(C)||R_(D)});对空间解耦过约束机构尺度特征进行优化,综合出可用于车门锁电动开启的空间RRURR解耦少杆过约束机构;在此基础上增设由滑槽与扭簧组合的柔顺副,构建具有柔顺性的单回路变模式空间RRUPRR机构。其不同驱动模式、限位边界可实现多种运动模式及其模式切换,包括空间6R过约束机构运动、空间5R1P机构运动和平面3R1P四杆机构运动模式。将柔顺单回路变模式机构嵌入车门锁电动开启支链,实现了电动开启、手动开启等功能;动力学仿真得到手动开启工况中齿轮曲柄仅发生0.042°的微小转动角度,验证了电动开启支链与手动开启支链的运动兼容。 展开更多

关键词 汽车侧门锁 过约束机构 复合柔顺副 变模式空间机构 动力学仿真

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