内置式双减振镗杆动力学模型参数优化

为了进一步提高镗杆的减振特性,作者提出结构上采用内置式并联型双减振镗杆。建立并联型双减振镗杆的简化动力学模型,得到镗杆主系统的相对振幅和外界激励频率的函数表达式,要得到最小的相对振幅,就需要对此函数进行最小值求解,从而得到优化参数。对于3自由度系统的双减振镗杆情况,适用于2自由度的单减振镗杆的全局数值寻优搜索法已经不能满足优化要求。为了解决这个问题,考虑各因素后,采用分支定界(branchand bound)算法,计算出了相对振幅的理论极小值和优化参数。对于宽频的减振效果,还需要利用幅频响应曲线面积最小法来校验优化参数。分别绘出用优化参数设计的双减振镗杆和同尺寸的单减振镗杆的幅频响应曲线图,可以看到优化的镗杆在幅值上远小于后者,说明这是一种比较有效的方法。     

内置式减振镗杆动力学模型的参数优化

为了使内置式减振镗杆有比较好的减振效果,在设计时应该对其设计参数进行优化.建立其简化动力学模型进行频域分析无疑是一种简单的方法,但是传统的S.A.托贝斯著作中所用的方法只适用于激振频率不变的情况.为了克服这个难题,可以首先采用全局寻优数值搜索法来求出激振频率在很宽范围变化时,都使得减振镗杆取得相对振幅值的极小值的设计参数值;然后利用幅频响应曲线面积最小法来修正参数值从而得到一组最优参数值.分别绘出用最优参数值优化了的减振镗杆和同尺寸的实心镗杆的BODE图,从图中可以看到优化了的镗杆在幅值上远小于后者且稳定性也比较好,说明了这是一种比较有效的方法.     

利用Pro／TOOLKIT实现可转位面铣刀的参数化设计

主偏角为45°的可转位面铣刀是生产加工中经常使用的刀具。为了加快其设计速度,在分析了该系列面铣刀的设计特点后,利用Pro／E自带的二次开发工具Pro／TOOLKIT建立了该系列面铣刀的参数化设计系统。本文阐述了该系统建立的步骤并进行了测试,测试结果表明,该系统可以加快面铣刀的设计速度。     

基于ANSYS的内置式双减振镗杆参数优化

内置式双减振镗杆通过动力学模型分析得出设计参数后,在Pro/engineer中建立镗杆的实体模型,导入Ansys Workbench中进行参数优化.由于双减振镗杆的两个减振块之间的距离及前后两减振橡胶的弹性模量这三个参数,在镗杆动力学模型分析中不能得出最优值,因此在Ansys中把这三个变量设为参数进行优化.得到这三个参数的最优值后,对减振镗杆进行谐响应分析,得出优化后的镗杆径向振幅和切向振幅均比优化前减小,证明优化后的镗杆具有更好的减振性能,为双减振镗杆制造提供了依据.     

基于神经网络的磨削参数智能选择

在用人工神经网络来确定磨削参数的过程中,在传统 BP算法的基础上,采用改进了的GCAQBP算法.同时考虑了砂轮材料和粒度对磨削过程的影响,把它们增加为神经网络系统的输入参数;并对输入参数的编码进行了细化,最终建立了磨削参数智能选择系统.用样本进行训练后有效率达到了80%以上,与传统方法相比提高了磨削加工的效率和精度.     

磁流变数控抛光技术研究

磁流变加工技术则具有高效率、高精度、低亚表面缺陷等优点,而非球面元件由于自身的优点得到广泛应用,实现非球面元件的磁流变加工技术具有重要的意义,因此,文章进行了非球面的磁流变抛光工艺软件设计,对非球面的磁流变加工算法进行了研究,同时对自研磁流变机床运动形式进行了分析,实现了非球面元件的自动装调定位系统设计,开展了对大口径的方形非球面元件的磁流变加工验证实验,非球面元件的透射波前误差得到了收敛,最终实现了面形精度PV为λ/3。验证了磁流变加工非球面元件的能力。     

大口径平面光学元件的磁流变加工

为了实现大口径平面光学元件的高精度加工,开展了磁流变加工技术的研究。介绍了磁流变加工原理及去除函数的数学模型。根据磁流变加工的特点,建立了元件整体加工的工艺流程,给出了元件加工的工艺要素。然后,开发了抛光斑的提取软件,并基于轨迹段划分的速度模式开发了工艺软件,分析了工艺软件的各项功能模块。最后,基于元件加工的工艺流程,对一件800mm×400mm的元件进行了加工实验。利用检测设备测得了元件的低、中、高频的加工指标,其低频反射波前PV值为34nm,中频波前功率谱密度(PSD1)值为1.7nm,高频粗糙度Rq值为0.27nm。实验显示了较好的实验结果,验证了利用磁流变加工技术实现了大口径光学元件的高精度加工的可行性。本文还阐述了磁流变加工技术在高功率激光元件中应用的优点。     

连续位相板磁流变加工中高精度边缘延拓技术

为了提高磁流变加工连续位相板边缘加工质量，实现元件全口径抛光，必须对元件原始误差面形进行边缘延拓，针对现有边缘延拓算法的不足，提出了采用改进的二维Gerchberg带宽受限延拓算法实现连续位相板元件面形频域匹配的边缘延拓。该方法首先采用复调制频谱放大技术Zoom FFT对元件原始误差面形进行频谱分析，计算其高低截止频率；然后采用改进后的二维Gerchberg带宽受限延拓算法进行迭代计算，在原始面形外围延拓出与原始面形同频的高精度延拓结构面形。采用尺寸为100 mm100 mm具有复杂频谱结构的连续位相板元件进行边缘延拓和磁流变加工实验，实验结果表明:采用改进的Gerchberg边缘延拓技术延拓的面形边缘更加规整，边缘效应影响半径由5 mm减小到2 mm，面形残余误差RMS从19.3 nm减小到了9.7 nm。这说明该边缘延拓技术可以明显提高连续位相板面形的边缘加工质量和整体收敛精度。     

基于ANSYS的套料钻模态分析

运用ANSYS对套料钻进行了模态分析,计算出了套料钻的前15阶自由模态频率和振型,并与加工系统的固有频率相比较,认为套料钻破损受共振影响不大。     

平面光学元件中频误差的磁流变加工控制

为了利用磁流变加工实现对大口径平面光学元件波前中频误差的控制,研究了磁流变抛光去除函数的频谱误差校正能力和磁流变加工残余误差抑制方法。首先,比较了模拟加工前后元件中频功率谱密度(PSD1)误差和元件PSD曲线的变化,分析了磁流变去除函数的可修正频谱误差范围。然后,利用均匀去除方法分析了加工深度、加工轨迹间距和去除函数尺寸等磁流变加工参数对中频PSD2误差的影响,提出了抑制中频PSD2误差的方法。最后,对一块400mm×400mm口径平面元件的频谱误差进行了磁流变加工控制实验。实验显示:3次迭代加工后,该元件的波前PV由加工前的0.6λ收敛至0.1λ,中频PSD1误差由5.57nm收敛至1.36nm,PSD2由0.95nm变化至0.88nm。结果表明:通过优化磁流变加工参数并合理选择加工策略,可实现磁流变加工对大口径平面光学元件中频误差的收敛控制。