复杂串联制造系统仿真器的研究

介绍了一种专用于复杂制造系统的仿真器，并着重介绍了该仿真器的结构与功能、仿真器的动态仿真原理、动画显示原理等。这种仿真器已成功地应用在上海柴油机股份有限公司D114系列柴油机机体生产线的规划设计中。     

生产线的设备规划布局设计与加工仿真的实现

生产线的设施规划布局设计作为制造系统设计的重要组成部分,它对生产设备的利用率、产品的生产与等待时间以及生产线的效率等都有密切关系。针对某企业机加工设备布局不合理现状,进行了机械加工设备布局方法及布局方案仿真技术的研究。通过分析设备布局的影响因素,建立了布局系统抽象模型,同时开发了设备布局原型系统,然后通过计算机仿真来预测系统的真实可用性,进而实现混合比加工零件的生产加工,仿真结果能够以图表或者文本的格式输出。通过在企业的实际应用表明,改进后的生产线设施规划布局方案能够有效地提高生产效率和设备利用率,仿真结果与实际结果比较接近。     

基片对间接耦合式超磁致伸缩薄膜静态磁化性能的影响

间接耦合式超磁致伸缩薄膜是一种新兴的具有优异机械物理性能的功能材料，已成为微型器件材料研究的热点之一。由于是在弹性基片上通过物理沉积方法得到该种薄膜材料，因此基片的物理性能对薄膜材料的磁化性能会产生重要影响。通过对物理性能差异较大的铜、聚酰亚胺两种基片的间接耦合式超磁致伸缩薄膜的磁化曲线、饱和磁化强度等进行实验研究与分析比较，得到不同物理性能基片对超磁致伸缩薄膜特性的影响规律，为进一步制备性能各异的薄膜材料奠定基础。     

基于自动原位校准的大型飞机构件装配过程三维微位移监测系统（英文）OA

三维(3D)微位移监测在大型飞机的装配中起着至关重要的作用。本文提出了一种广泛适用的基于接近传感器的高精度在线3D微位移监测方法和系统,以及相应的原位校准方法,可应用于飞机装配过程中遇到的各种极端工作条件,如紧凑和阻塞的空间。首先建立了一个3D监测模型,仅基于接近传感器测量的一维距离来实现3D微位移监测,该模型涉及外部传感器参数,如探测基点(PBP)和单位位移矢量(UDV)。然后,结合空间变换原理和加权优化,采用校准方法获得高精度的外部参数。最后,报道了对尾翼装配过程进行的校准和监测实验。PBP的校准精度在X、Y方向优于±10μm,在Z方向优于±2μm,UDV的校准精度优于0.07°。此外,3D微位移监测系统的精度可达到±15μm。总体而言,本文为基于接近传感器的3D微位移监测的建模和校准提供了新的见解,并为飞机装配过程中在紧凑空间内进行相关测量提供了一种精确、高效、低成本的技术手段。     

超磁致伸缩微位移执行器的矢量阻抗分析模型

超磁致伸缩微位移执行器应用于精密、超精密加工场合时,执行器系统易受外负载影响,且在动态工作状态下会产生磁滞和涡流等效应,引起工作性能发生改变。应用线性压磁方程,机电换能方程和阻抗分析理论建立超磁致伸缩执行器的矢量阻抗分析模型。模型中将执行器系统的矢量阻抗分为机械导纳和电气阻抗两部分讨论,在机械导纳中引入负载影响,将压磁系数定义为复常数,模拟磁滞效应;在电气阻抗中,通过在求解的超磁致伸缩材料内部磁场引入涡流影响项来模拟系统的非线性特性;两部分之和得出超磁致伸缩微位移执行器系统的矢量阻抗。试验结果显示模型计算的系统矢量阻抗值与测量值间幅值误差约7%,相位误差约7.7%,表明所建立的模型能够近似描述系统在精密加工场合时的阻抗特性,可为超磁致伸缩微位移执行器的设计、控制和性能优化提供指导。     

基于细观仿真建模的CFRP细观破坏

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在细观上呈现纤维、树脂及界面组成的混合态,其切削加工过程的实质为刀具作用下材料细观层面的破坏至切屑宏观形成的演化过程。为了揭示CFRP切削加工过程中材料的细观破坏,建立了CFRP切削的细观有限元模型。该模型在几何上包含了纤维、基体及界面等组成相,而不是使用传统的等效均质建模方法。各组成相不仅考虑了各自不同的材料本构,而且为了能够模拟材料破坏,还将各组成相材料的失效及演化准则考虑其中。该模型可从细观层面更真实地模拟不同纤维角度CFRP单向板切削过程中纤维/基体断裂、界面开裂及演化的过程。仿真结果表明:不同纤维角度下CFRP细观破坏不同,切削0℃FRP时以界面开裂和纤维弯断为主;切削45°/90℃FRP时主要是刀具侵入工件,纤维基体被压断;切削135℃FRP时则以纤维弯曲断裂为主,断裂面往往在加工面以下。通过实验显微在线观测手段验证了模拟结果的正确性。      

双目立体视觉测量系统的标定

考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线间的约束方程,即可实现摄像机的内参数与旋转矩阵标定;同时利用空间中距离已知的3个空间点即可线性标定两摄像机间的平移向量。通过标定实验对本文提出的方法进行了验证。结果表明:该方法标定精度能够达到0.51%,可以较高精度地标定双目测量系统。由于避免了大视场测量系统标定中大型标定物制造困难,以及摄像机自标定过程中算法冗杂,标定精度不高等问题,该方法操作简便,精度较好,适用于大视场双目测量系统的在线标定。     

电镀金刚石砂轮精密修磨天线罩内廓型的工艺参数研究

由熔融石英材料制造的天线罩属于典型的复杂曲面硬脆材料工件：其内廓型精加工的加工精度要求很高，只能通过专用设备采用电镀金刚石砂轮进行干磨削。本文通过实验，研究了在天线罩CNC修磨机床上磨削天线罩内廓型的工艺参数，确定了磨削加工时的砂轮进给量和工件转速的合理范围，并据此进行了磨削实验验证、结果表明用60#电镀金刚石砂轮转速为10800r／m时，当取进给量，≤0．03mm，工件速度vm≤1mm／s情况下．加工精度和表面质量最好，可以满足天线罩内廓型的精加工要求。     

车间作业排序的遗传算法解码方法研究

应用遗传算法进行车间作业排序时,编码操作和遗传操作会得到不同的的染色体,这些染色体必须利用解码技术才能被转化成各个机器上工件的实际加工顺序.文中以数据库的数据交互为基础,采用了一种活动化解码算法进行作业排序,同时对模拟遗传算法编码技术、解码算法原理、算法流程设计等几个方法进行了分析研究,最后给出了应用实例,进一步验证了文中研究的解码算法及技术是可行的,可以在工程实际中进行推广应用.     

磁致伸缩薄膜动态驱动特性的研究

提出一种新的磁致伸缩薄膜动态驱动特性的研究方法,其原理是以磁致伸缩薄膜复合梁的等效形变为基础,将磁致伸缩驱动应力转换为等效驱动力矩,建立磁致伸缩薄膜的强迫振动动态模型,通过受迫振动理论来研究磁致伸缩薄膜的动态特性。对该模型进行了仿真计算和试验验证,表明该模型可以描述磁致伸缩薄膜的动态行为。该方法对薄膜驱动器的运动分析与结构优化。最终实现基于磁场自感知的超磁致伸缩薄膜驱动器的闭环控制具有参考意义。