压电柔性机械臂的实验辨识及最优极点配置抑振控制 被引量：9

1

作者 娄军强 廖江江 +2 位作者 李国平 杨依领 魏燕定 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期18-25,共8页

研究了压电柔性臂系统的实验辨识和基于极点配置法的振动主动控制问题。针对粘贴应变传感器和压电致动器的压电柔性臂系统,提出了零点重新分布的理论传递函数模型。通过扫频实验采用频域辨识方法确立了从压电致动器控制电压输入到应变... 研究了压电柔性臂系统的实验辨识和基于极点配置法的振动主动控制问题。针对粘贴应变传感器和压电致动器的压电柔性臂系统,提出了零点重新分布的理论传递函数模型。通过扫频实验采用频域辨识方法确立了从压电致动器控制电压输入到应变桥路电压输出的实验传递函数模型,辨识模型与实际结构响应吻合程度达94.8%。并通过多频激励实验证实了辨识模型与实际结构具有较高的一致性。利用辨识得到的传递函数模型建立了系统状态方程表达式,提出了一种移动距离最短、满足系统闭环阻尼要求的闭环极点位置确立方法。不同闭环极点下的数值仿真和实验结果均证明了采用的最优极点配置方法的有效性。实验结果表明,柔性臂在特定激励和外界干扰激励下产生的弹性振动均得到了有效抑制。所提出的模型辨识方法和极点配置策略是可行的。 展开更多

关键词 压电柔性臂 系统辨识 最优极点配置 振动主动控制

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大型环形件用2219铝合金的动态再结晶行为 被引量：7

2

作者 邹杰 彭文飞 陈镇扬 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期37-44,共8页

选用Gleeble-3500型热模拟试验机在变形温度330~450℃、应变速率10^(-2)\~10 s^(-1)、压缩变形量60%条件下对2219铝合金进行热压缩试验,研究了其在热变形过程中的动态再结晶行为;通过对试验数据进行分析拟合,建立了以Z参数表示的热变形... 选用Gleeble-3500型热模拟试验机在变形温度330~450℃、应变速率10^(-2)\~10 s^(-1)、压缩变形量60%条件下对2219铝合金进行热压缩试验,研究了其在热变形过程中的动态再结晶行为;通过对试验数据进行分析拟合,建立了以Z参数表示的热变形特征参数模型,基于改进Avrami方程的动态再结晶动力学模型以及以变形温度、应变速率表示的再结晶晶粒尺寸模型。结果表明:在低应变速率和高变形温度下,2219铝合金更易于发生动态再结晶;根据动态再结晶动力学模型,最佳热加工条件为应变速率0.1 s^(-1)、温度360℃,此时2219铝合金的动态再结晶程度最高;动态再结晶晶粒尺寸模型预测精度较高,线性相关系数达0.95。 展开更多

关键词 2219铝合金 动态再结晶模型 热压缩 晶粒尺寸

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二自由度大行程无耦合压电粘滑定位平台 被引量：1

3

作者 吴彤 杨依领 +2 位作者 吴高华 崔玉国 魏燕定 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期62-72,共11页

针对微操作与微装配任务对多维大范围精密定位运动的需求,采用粘滑驱动原理并结合压电柔顺机构设计二自由度、大行程、无耦合并联定位平台。利用桥式机构对内置压电驱动器进行位移放大,并与复合解耦结构配合构成二维柔顺驱动机构。交叉... 针对微操作与微装配任务对多维大范围精密定位运动的需求,采用粘滑驱动原理并结合压电柔顺机构设计二自由度、大行程、无耦合并联定位平台。利用桥式机构对内置压电驱动器进行位移放大,并与复合解耦结构配合构成二维柔顺驱动机构。交叉滚柱导轨则连接移动台与驱动机构,并通过预紧螺钉调整接触摩擦力,进而获得良好的粘滑运动特性。采用有限元法建立定位平台的静力学模型,并对位移放大倍数、应力和固有频率进行仿真分析。最后,搭建实验测试系统验证定位平台的输出性能。实验结果表明:在扫描驱动模式下,驱动电压为150 V时,平台x和y向的输出位移分别为63.84μm和62.61μm,耦合比为0.52%和0.59%,分辨率为6.5 nm和7.2 nm;在步进驱动模式下,驱动电压为120 V时,平台在x和y向的单步位移分别为47.31μm和47.20μm,耦合比为0.69%和0.73%,x正向、x反向、y正向和y反向的运动分辨率分别为0.49,0.47,0.47和0.42μm,最大垂直负载为50 N,设计的压电粘滑定位平台满足所需性能要求。 展开更多

关键词 压电驱动 桥式机构 粘滑运动 定位平台

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油压机热板温度场均匀性研究 被引量：5

4

作者 徐京豫 孙宝寿 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第1期200-204,共5页

硫化机热板表面温度均匀性是衡量硫化机械设备性能优劣的重要指标。运用FLUENT软件进行仿真分析并结合实验验证,研究了硫化机热板温度场分布规律并对热板的机械结构进行改善。针对规格为1760 mm×1 760 mm×80 mm的热板建立了... 硫化机热板表面温度均匀性是衡量硫化机械设备性能优劣的重要指标。运用FLUENT软件进行仿真分析并结合实验验证,研究了硫化机热板温度场分布规律并对热板的机械结构进行改善。针对规格为1760 mm×1 760 mm×80 mm的热板建立了有限元模型,研究了热板加热油液通道结构分布情况及导热油流速对热板温度场的影响规律,并对热板通道排布结构参数进行了改进。比较分析改进前后方案,结果表明:热板表面温差由原先4.6℃降低为3.1℃,温度均匀性提高了33%,通过实验研究进一步验证了模拟结果的可靠性,结构改善后的热板在实际生产中的产品,质量显著提高。 展开更多

关键词 硫化机械 热板 温度均匀性 模拟与实验

原文传递

无驱动冗余的纯中心压电黏滑旋转台

5

作者 马世坤 杨依领 +2 位作者 吴高华 崔玉国 魏燕定 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期257-265,共9页

针对精密位姿调整时的大转角、高分辨率、高承载能力和结构紧凑性能需求,利用压电驱动器驱动柔顺机构设计了具有力增幅特性的纯中心黏滑旋转台。单驱动器致动避免了驱动冗余,同时改变桥式驱动机构的倾斜角度可对夹紧力放大特性进行调整... 针对精密位姿调整时的大转角、高分辨率、高承载能力和结构紧凑性能需求,利用压电驱动器驱动柔顺机构设计了具有力增幅特性的纯中心黏滑旋转台。单驱动器致动避免了驱动冗余,同时改变桥式驱动机构的倾斜角度可对夹紧力放大特性进行调整。首先利用混合直圆和叶型柔性铰链的柔顺机构,设计了含有一对中心对称驱动足的桥式机构,并与圆形滑块结合,在放大夹紧力的同时实现无冗余、纯中心转动。然后通过有限元仿真分析了旋转台的单步转角、力放大倍数及应力,并与理论计算结果对比。最后搭建实验测试平台,验证了所设计旋转台的性能。旋转台整体尺寸为86 mm×86 mm×32 mm,在150 V输入电压的作用下,实验测得的最大负载为9 kg,旋转台的角分辨率为0.10μrad。 展开更多

关键词 压电驱动 柔顺机构 黏滑运动 旋转台

原文传递

水下大振幅压电纤维致动柔性结构的非线性流体动力特性及实验

6

作者 杨浙栋 娄军强 +3 位作者 陈特欢 崔玉国 魏燕定 李国平 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期365-373,共9页

水下智能材料驱动柔性结构在机器鱼、水下航行器及精密医疗等领域具有广阔应用前景。本文研究了水下大振幅压电纤维(Macro Fiber Composite,MFC)致动柔性结构的非线性流体动力特性,建立了流固耦合振动模型,并进行了实验验证。通过参数... 水下智能材料驱动柔性结构在机器鱼、水下航行器及精密医疗等领域具有广阔应用前景。本文研究了水下大振幅压电纤维(Macro Fiber Composite,MFC)致动柔性结构的非线性流体动力特性,建立了流固耦合振动模型,并进行了实验验证。通过参数化的二维CFD分析了不同特征振动频率及振幅下柔性结构周围流场的分布演化规律,发现随着柔性结构特征振幅增大,其周围流场逐渐出现了涡旋脱落及对流现象,且流体阻尼效应的非线性随之增强。提出了由特征振动频率和振幅共同确定的非线性修正流体动力函数解析表达式,分析结果表明:在小振幅情况下,修正流体动力函数虚部也就是流体阻尼效应随着特征振动频率的增大而减小;而当特征振幅增大到一定值后,流体阻尼效应随着特征振动频率的增大却呈现出先减小后增大的变化规律,具有强烈的非线性特性。开展了水下MFC致动柔性结构振动特性验证实验,证实柔性结构在MFC主动激励下的实测幅频、相频特性与理论预测结果基本一致,验证了所提修正流体动力函数表达式及流固耦合振动模型的有效性。 展开更多

关键词 非线性流体动力学 流体动力函数 流固耦合振动 水下柔性结构 压电纤维

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基于激光超声的铝合金组织性能无损检测研究

7

作者 徐值 张泽文 +5 位作者 鲁宇杰 郑磊 廖文超 张巨豪 余卉卉 殷安民 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第3期50-58,共9页

目前对铝合金析出相和力学性能的检测主要采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、万能试验机等方式,费时费力且属于破坏性检测。采用激光超声无损检测技术对Al-Cu-Mg铝合金进行检测,通过变分模态分解法(Variational Modal Decomposition,V... 目前对铝合金析出相和力学性能的检测主要采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、万能试验机等方式,费时费力且属于破坏性检测。采用激光超声无损检测技术对Al-Cu-Mg铝合金进行检测,通过变分模态分解法(Variational Modal Decomposition,VMD)对时域下的激光超声信号进行降噪处理,得到激光超声信号的衰减系数和声速等特征值,同时采用扫描电镜、电子背散射衍射(EBSD)、静拉伸实验获得Al-Cu-Mg铝合金的析出相和力学性能,将激光超声信号特征值与Al-Cu-Mg铝合金的析出相和力学性能进行耦合。结果发现:激光超声信号特征值与Al-Cu-Mg铝合金的析出相、晶粒尺寸、屈服强度以及显微硬度有较好的相关性。这为Al-Cu-Mg铝合金的微观组织和力学性能快速无损检测提供了一种新方法。 展开更多

关键词 激光超声 铝合金 析出相 力学性能 无损评价

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高铁螺纹道钉用TD16钢的动态再结晶行为 被引量：2

8

作者 曹飞 彭文飞 +2 位作者 沈法 余文静 束学道 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2017年第10期91-97,共7页

在变形温度为850~1 150℃、应变速率为0.01~10s-1下,利用Gleeble-3500型热模拟试验机对高铁螺纹道钉用TD16钢进行了高温压缩试验,研究了其动态再结晶行为,建立了动态再结晶模型并进行了试验验证。结果表明:TD16钢在试验条件下变形过程... 在变形温度为850~1 150℃、应变速率为0.01~10s-1下,利用Gleeble-3500型热模拟试验机对高铁螺纹道钉用TD16钢进行了高温压缩试验,研究了其动态再结晶行为,建立了动态再结晶模型并进行了试验验证。结果表明:TD16钢在试验条件下变形过程中存在动态再结晶行为,温度越低、应变速率越大,动态再结晶越不容易发生,动态再结晶晶粒越细;由动态再结晶模型预测得到的峰值应变/临界应变,ε0.5,晶粒尺寸与试验值的最大相对误差分别为7.08%,11.06%,21.3%,均吻合较好,建立的动态再结晶模型可用于预测TD16钢的动态再结晶行为。 展开更多

关键词 高铁螺纹道钉 TD16钢 动态再结晶 模型 显微组织

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无料头楔横轧辊剪制坯端面预估准则 被引量：2

9

作者 马吉栋 束学道 柳传 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第15期150-152,共3页

辊剪制坯能有效抑制端面凹心,解决料头问题。通过有限元模拟得到了不同工艺参数下的轧件凹心值。利用端面移动计算程序得到了相应的拟合函数。通过体积守恒原则求得坯料外端相应的辊剪长度,建立坯料初始端面尺寸的预估准则,极大地提高... 辊剪制坯能有效抑制端面凹心,解决料头问题。通过有限元模拟得到了不同工艺参数下的轧件凹心值。利用端面移动计算程序得到了相应的拟合函数。通过体积守恒原则求得坯料外端相应的辊剪长度,建立坯料初始端面尺寸的预估准则,极大地提高楔横轧的生产效率,为辊剪模具与工艺设计提供理论支持。 展开更多

关键词 辊剪制坯 端面凹心 补偿关系 预估准则

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轧制过程中楔横轧模具表面力学行为研究 被引量：1

10

作者 杨波 黄海波 束学道 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第5期151-153,共3页

楔横轧过程中模具的表面力学行为对其磨损有非常重要的影响,是决定模具寿命的重要因素之一。建立了楔横轧的热—力耦合弹塑性有限元模型,研究了模具表面的力学行为。结果表明,在楔面交界的棱线处应力较高,在楔入段尾端及展宽段与精整段... 楔横轧过程中模具的表面力学行为对其磨损有非常重要的影响,是决定模具寿命的重要因素之一。建立了楔横轧的热—力耦合弹塑性有限元模型,研究了模具表面的力学行为。结果表明,在楔面交界的棱线处应力较高,在楔入段尾端及展宽段与精整段的过渡处存在两个峰值。在轧制的前段和后段,径向应力和剪切应力分别占主导地位。研究结果为提高楔横轧模具的寿命提供了参考依据。 展开更多

关键词 楔横轧 模具磨损 力学行为 交界棱线

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TC4钛合金轴类件楔横轧表面成形质量影响因素分析 被引量：1

11

作者 李念 徐振威 +2 位作者 孙宝寿 赵志龙 束学道 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期128-132,共5页

为了提高TC4钛合金轴类件在楔横轧技术成形过程中表面成形的质量,利用有限元软件DEFORM-3D对该模型进行了三维仿真模拟研究实验。基于正交试验方法以轧制成形后的轧件的颈缩量为试验指标,探讨了成形角α、展宽角β、断面收缩率φ、初始... 为了提高TC4钛合金轴类件在楔横轧技术成形过程中表面成形的质量,利用有限元软件DEFORM-3D对该模型进行了三维仿真模拟研究实验。基于正交试验方法以轧制成形后的轧件的颈缩量为试验指标,探讨了成形角α、展宽角β、断面收缩率φ、初始温度T和轧制速度ν5个因素及交互作用,对TC4钛合金轧制后的表面成形质量的影响规律,将各因素及交互作用对TC4钛合金轧制后表面的颈缩量进行了分析。采用极差分析法和方差分析法对轧制工艺参数进行最优化,通过对TC4钛合金轴进行轧制实验和模拟实验对比,验证了模拟实验的可靠性和准确性。研究分析结果表明:轧制工艺参数对轴横截面颈缩量影响的主次顺序为:C>E>D>A>B>A×B,并得到了最优工艺参数组合为:A1B2C,D3E1)即最优水平工艺参数如下:成形角为24°,展宽角为4°,断面收缩率为30%,初始温度为1050℃,轧制速度为2 r/min。 展开更多

关键词 TC4 楔横轧 正交试验 颈缩量

原文传递

基于压电超声触觉显示的可变摩擦研究 被引量：1

12

作者 韩凯 李国平 +3 位作者 项四通 崔玉国 魏燕定 娄军强 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第2期213-218,共6页

基于超声波润滑机理和挤压膜效应,该文提出了一种新型的压电超声触觉显示分析模型,并进行了理论和实验分析。在高挤压数状态下,推导出挤压力的解析表达式,开展了超声触觉显示分析模型振动特性实验和定性、定量摩擦辨别实验,探究了振动... 基于超声波润滑机理和挤压膜效应,该文提出了一种新型的压电超声触觉显示分析模型,并进行了理论和实验分析。在高挤压数状态下,推导出挤压力的解析表达式,开展了超声触觉显示分析模型振动特性实验和定性、定量摩擦辨别实验,探究了振动频率和激励电压对摩擦减少的影响,验证了压电超声触觉显示分析模型显著的减摩擦效果,为构建触觉显示剪切力模式提供了理论基础。 展开更多

关键词 挤压膜效应 压电超声 触觉显示 减摩擦效果

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跨风电机组参数微调智能迁移状态监测方法

13

作者 谢彪彪 季孟忠 +3 位作者 吴磊 王朝阳 李昊 陈帅 《机械制造》 2024年第10期78-84,共7页

针对单台风电机组状态监测模型直接用于风电场其它风电机组状态监测准确率较低的问题,提出跨风电机组参数微调智能迁移状态监测方法。计算风电场风电机组之间的相关性,筛选代表性正常风电机组。利用代表性风电机组海量正常监控与数据采... 针对单台风电机组状态监测模型直接用于风电场其它风电机组状态监测准确率较低的问题,提出跨风电机组参数微调智能迁移状态监测方法。计算风电场风电机组之间的相关性,筛选代表性正常风电机组。利用代表性风电机组海量正常监控与数据采集系统数据构建输入特征,建立基于双向长短时记忆神经网络的风电机组状态监测模型。利用其它风电机组大量历史正常数据对状态监测模型进行参数微调,融入待监测风电机组个性化特征,实现跨风电机组的智能迁移状态监测。利用合作企业某风电场的真实风电机组数据,验证所提出的方法,结果表明,参数微调迁移状态监测方法相比单一风电机组状态监测模型直接跨风电机组监测,可以提前2个月监测到早期故障。与其它深度学习方法相比,所提出的方法具有更高的预测精度。 展开更多

关键词 风电机组 参数 微调 迁移 状态监测

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钛合金棒材三辊斜轧的数值模拟研究 被引量：4

14

作者 王路 孙宝寿 +1 位作者 彭文飞 束学道 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第1期116-119,共4页

基于DEFORM有限元软件建立了钛合金棒材三辊斜轧过程的有限元模型,并对整个轧制过程进行了数值模拟分析,得到了轧件在稳定轧制阶段的应力应变场。研究结果对于控制棒材缺陷,提高轧制效率具有重要意义。

关键词 钛合金棒材 三辊斜轧 数值模拟 工艺参数

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