摘要:湿式离合器动密封装配间隙是车辆传动系统中的重要装配要求，直接影响车辆运行性能与行驶安全。为保障实际工况下其装配间隙符合设计要求，基于有限元分析方法与雅可比旋量理论，提出考虑实际工况的湿式离合器动密封装配间隙分析方法。针对某湿式离合器动密封装配间隙问题，计算转动状态下的最小装配间隙分布区间，并定量分析各载荷变形对装配间隙的贡献度。结果表明：实际运行状态下最小装配间隙分布区间为[-0.022,0.098] mm，与设计要求[0.025,0.207] mm严重不符；采用装配后再对内孔精加工的工艺对贡献度为74.22%的配流套内孔过盈装配变形进行调控后，最小装配间隙分布区间提升至[0.027,0.139] mm，符合设计要求，车辆运行性能得到有效保障。

摘要:针对装配序列规划问题，建立考虑装配序列的几何可行性、稳定性、聚合性、重定向性的装配关系模型以及基于适应度函数的装配序列优化数学模型。提出一种改进布谷鸟算法对装配序列规划问题进行求解，采用随机键和最小位置规则的方法设计基于零件编号、装配方向、装配工具的3层编码方案；设计基于最小装配成本的初始化策略与随机初始化策略相结合的混合种群初始化策略，提高种群质量；改进种群进化和搜索方式，将种群分为3个子群，并分别采用自适应步长飞行、标准步长飞行和交叉、变异的方式进行种群更新，提高算法的收敛速度和求解精度。最后通过实例应用及与其他算法的比较，验证了所提出的改进布谷鸟算法在求解装配序列规划问题上的有效性和优越性。

摘要:针对遥操作机器人主控制器工作空间过小和主从手工作空间不匹配的问题，提出一种区域覆盖思路。将主控制器工作空间与从机械手工作空间一一对应的映射关系转换成主手工作空间多次区域映射的关系，通过多次建立主从手的连接，达到区域覆盖的目的。同时为了更好地控制从机械手末端的姿态，设计一种相对运动姿态控制方法，将传递给机械手的绝对姿态坐标替换成姿态运动信息，以达到相对姿态控制目的。最后，进行仿真分析和试验验证。结果表明：该方法能够实现工作空间完美覆盖，主手能够有效地控制从手运动。

摘要:轨迹规划技术在复合材料熔丝挤出成形中非常关键，合理的轨迹可以提高增材制造成形零件的表面质量和强度。针对复合材料熔丝挤出成形的特点，结合多种路径规划算法，提出一种复合路径填充算法。引入NURBS曲线生成轮廓偏置路径，以保持切片轮廓的精度；在切片层的内部区域生成Zigzag填充路径，并在路径转折处进行圆弧优化，减少了约85%空行程，提高了成形效率；然后，基于生成的路径构建时间分析数学模型，以提前对整个制造过程所需的总体时间进行预估及分析，达到对制造过程的前馈控制；最后，使用复合路径填充算法对典型结构体进行模拟制造，相较传统算法减少了28.3%~36.2%制造时间，提高了制造效率。

摘要:航空壁板盲制孔过程中，因受夹具装夹的影响，壁板产生一定量的变形。为了能够实时获取并显示壁板变形后的制孔位置数据，驱动机械臂到达精确的制孔位置，基于“虚实结合，以虚控实”的思想，提出一种基于数字孪生的航空壁板制孔位置实时监控系统。搭建基于数字孪生的五自由度机械臂制孔状态监控系统结构模型，阐述系统的架构；对数字孪生系统框架的关键技术进行分析；最后，以实际五自由度机械臂制孔为例，对搭建的数字孪生制孔系统的可靠性进行验证。结果表明：该数字孪生制孔系统具有良好的稳定性与有效性。

摘要:多自由度机械臂3D打印能够突破传统平面分层熔融沉积3D打印工艺单一模型生长方向的限制，支持多方向打印。曲面分层和分区规划是机械臂打印的前提。对于具有多支柱结构或曲面变化率较大的模型经过曲面分层后，会呈现出多岛屿的曲面结构特征。传统的基于空间与平面映射关联的分区方法及基于曲面曲率特性的分区方法存在点面信息丢失、区域关系无法准确构建、子区域数量过多、区域划分不合理等问题。针对这些问题，提出基于曲面分层的复杂多岛屿分区方法。通过遍历每个曲面层信息，判断需要分区的曲面层；采用广度优先搜索算法提取同一封闭区域内的点面信息以及轮廓信息；依据原曲面层点面信息的关联将新存储的面片信息进行更新组合成新的曲面完成区域划分。最终,对具有多支柱结构和外表面凹凸变化较大的两种模型进行分区,路径规划的仿真及机械臂3D打印实验证明了该分区方法的可行性。

摘要:针对工业检测中一类具有平面特征的复杂纹理金属工件的位姿检测问题，使用双目视觉和DLP投影仪，将工件的局部特征作为检测重点，提出一种投影差分多线结构光的方法，使差分结构光的中心线相互补偿，减少提取光条中心线出现异常点的概率。运用极线约束特征点行对齐的特性，设计无编码双目结构光系统特征点匹配方法，提高提取平面特征点的稳定性。利用Tukey权重函数改进拟合算法，进一步提升工件被测平面拟合精度和提取工件边缘和角点的准确度，解决了传统拟合模型算法权重分配不合理的问题。经三轴精密滑台实验，并与高精度三坐标仪对比检测结果，验证该方法可以满足高精度三维测量的需求。

摘要:为研究超声振动辅助超精密车削Ti6Al4V切削性能，使用Son-x公司的UTS one设备使单晶金刚石刀具在切削方向振动，使用350FG摩尔Nanotech 4轴机床进行加工，采用四因素三水平正交试验，试验因素为切削速度、切削深度、进给速度和刀具振幅，切削力、表面粗糙度为评价指标。采用Zygo的Nexview 8050三维光学表面轮廓仪测量表面粗糙度；采用Kistler 9256B三相测力仪测量主切削力、进给抗力、切深抗力；采用日立TM3000扫描电镜对切屑进行观察。结果表明：切削速度对表面粗糙度和切削力的影响最大，切削深度和刀具振幅影响次之，进给速度对表面粗糙度和切削力均无显著影响；提高刀具振幅从总体趋势上可以降低切削力和表面粗糙度；随着切削速度的提高，即使切削速度远低于传统公式中计算出来的临界切削速度，切屑也会从平整带状变为两侧呈规律性锯齿状的带状，进而成为散裂状并且中间出现裂纹的切屑，在刀具振幅下降的过程中，以上现象更为明显。

摘要:为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题，采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构，在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能，通过体视显微镜对磨损形貌进行表征分析，采用计算流体力学方法对试验进行模拟仿真，并结合流体动力学分析，探究织构刀具在润滑条件下的减摩机制。结果表明：激光加工工艺显著影响硬质合金刀具表面在切削液润滑条件下的摩擦磨损行为，液体辅助激光加工所得织构表面表现出较好的抗摩擦磨损性能，摩擦因数相对于无织构刀具表面降低了78.2%，主要是由于在摩擦过程中刀具-工件接触区的油膜产生了较好的楔形效应，改善了摩擦过程中的润滑状态，提高了摩擦学性能。

摘要:水平轴风力机面对高风速变化工况时，极易出现转子灾难性失控超速运行，此时风能转换效率低于预期值，同时恶劣的环境也对桨距角控制提出了容错要求。针对这些问题，提出一种具有功率调节和容错能力的风力机自适应约束控制方案，通过自适应约束的桨距角控制实现安全可靠的功率调节，并集成容错能力以补偿可能的故障影响。介绍水平轴风力机的数学模型和运行要求，分析基准的非线性自适应约束控制方案的设计过程，并在此基础上讨论具有未知控制增益、任意初始条件和存在故障影响下的设计方案，最后搭建MATLAB仿真模型对所提出的方案进行验证。仿真实验结果表明：所提方案可以提高风力机的功率调节效率，同时在不同工况和不同故障条件下均能将转子速度和发电功率控制在安全范围内。

摘要:针对群孔特征接触式在机测量过程中测量摆角多、标定效率低的问题，提出一种基于聚类的群孔特征测量摆角规划方法。以避免测针与孔口干涉为约束，计算测针轴线与孔轴线的夹角阈值，然后以此阈值为边界条件进行迭代聚类，进而获得覆盖全部孔特征的测量摆角集合。实验结果表明：使用所提方法可实现对群孔特征测量摆角的快速规划，测量摆角数量较传统方法下降约28%，综合测量时间下降约19%，有效提升了群孔特征在机测量效率。

摘要:针对振动式打桩机操作人员视野受阻、桩体姿态监测困难、无法实时监控桩机运行工况等问题，提出一种基于数字孪生技术的桩机姿态与工况监测系统。建立反映当前状态的桩体姿态偏摆预警模型，通过分析预警模型实现对桩体偏摆预警并做出调整提示。同时监测系统还包括桩机工况监测模块、桩体姿态监测模块与虚拟模型驱动模块，实现对桩机运行数据的实时采集与传输，并建立三维动态界面，解决了传统沉桩视野受阻难题，提高了桩机的沉桩精度与工作效率。

摘要:为了解决传统数控系统和机床结构无法直接用于木材深孔加工的问题，研究深孔加工的原理，分析重难点问题，从特殊的工装夹具系统和机床主体结构设计、机床的柔性辅助装夹系统设计、整个机床的电气控制系统和PLC内部的进给插补逻辑算法等进行研究和阐述。使用木材深孔钻床预加工16 mm的孔，测得精度为15.99 mm，完全符合加工要求。木材深孔钻床的设计与研究解决了木材在自动化深孔加工的问题，为该行业提供了解决方案。

摘要:采用华中8型数控系统为开发平台，以段差磨削工艺为研究对象，开发了段差磨削软件系统。该软件在Qt Creator跨平台开发框架下进行UI应用程序的开发，基于华中HNC 808D数控系统的二次开发体系架构，利用API接口进行软件功能开发；同时以小线段的方式生成加工宏程序，以丝锥磨削削为载体，实现了段差精密磨削加工。结果表明：该软件加工精度达到实际需求，加工效率大大提升，在段差磨削领域中提供了一套国产系统应用实例。

摘要:针对当前工业生产中钢筋连接套筒检测效率和精度低下等问题，设计一种基于PLC的钢筋连接套筒智能检测生产线，有效提高钢筋连接套筒的检测效率。介绍该生产线的主体结构、工作原理，重点阐述该设备中智能检测和自动旋转定位系统的硬件组成和控制方法。设计以PLC为核心，以触摸屏为人机界面的控制系统，得到硬件结构图和主要控制元件型号，并详细介绍PLC的连接和编程问题。对于气动系统，得到了气动系统原理图和主要气动元件型号。在触摸屏中设计了手自动控制画面，实现了数据记录和报警记录功能模块的开发。生产样机的测试结果表明：系统运行稳定可靠，进一步优化改进后，可大量替代人工检测。

摘要:针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题，提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数，主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析，筛选出6个关键尺寸作为优化参数；采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型，通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性，优化后的主轴箱质量减轻了13.58%，可以为机床其他类型零部件优化提供参考。

摘要:为降低轴孔零件装配摩擦、提高装配定位精度，通过研究气浮工装的气体流量数学模型，借助仿真手段分析不同节流孔直径及气膜厚度对气浮工装的工作稳定性、承载力、静态气体质量流量的影响。根据研究结论设计一种气浮工装，并根据实验验证了气浮工装能有效提高轴孔零件的装配定位精度。研究表明:当节流孔直径为0.5 mm、气膜厚度为20 μm时，气浮工装具有良好的承载能力和工作稳定性。

摘要:针对数控铣削加工精密零件尺寸精度测量时，因离线测量易产生测量误差、效率低、成本高等问题，通过赋值相关检测路径及补偿的参数，编写零件在线检测及误差补偿宏程序，开发了基于三菱M70数控系统跳过指令SKIP在线检测与误差补偿宏程序控制系统。应用结果表明：该系统在线检测重复定位精度能达到0.001~0.003 mm，能适用于精密零件数控铣削加工，具有一定的推广使用价值。

摘要:针对传统机身壁板压剪试验台加载空间为固定尺寸的问题，设计一种新一代机身壁板压剪载荷试验台。它可以根据机身壁板长度调节加载空间，适用于不同长度机身壁板压缩载荷+剪切载荷试验。介绍试验台设计方案，提出试验台核心功能的关键机构设计方法；对试验台进行了功能调试，各关键机构功能正常，满足使用要求。利用试验台对试验假件进行模拟加载，加载过程线性度良好，证明试验台载荷施加方法合理；试验假件应变分布均匀度良好，证明试验台精度满足要求。

摘要:为适应未来导弹对舵机舱轻质小型化的需求，提出一种液压能源系统设计。采用液压能源集成一体化技术，将原本独立的液压部件的芯体集成为一体式能源，在不牺牲技术性能的前提下，达到液压能源系统的轻质、小型化目的;同时优化液压能源配流盘、活塞调节结构、柱塞滑靴组的密封设计，降低液压泄漏、提高容积效率。仿真和试验结果表明:高集成的一体化液压能源设计实现了弹上用液压能源的轻质、小型化，同时有效降低了液压泵的泄漏量，具有效率高、零流量输入扭矩小、对弹上电源需求低的特点。

摘要:为有效控制主轴的热偏移现象，对数控卧式铣镗床主轴系统进行了热特性分析，提出一种分路分量冷却的主轴热偏移控制方法。设计不同流量的冷却油路，保证主轴轴承的热量被有效带走，进而控制主轴的热伸长，并在样机上进行了试验验证，确定了该方法的有效性。

摘要:为了进一步提高现有中速地铁车辆的稳定性和节省低地板车辆的空间，解决由于结构剩余空间不足及车辆限界限制导致无法加装抗蛇行减振器的问题，提出一种适用于铁道车辆的抗蛇行旋转减振器。将传统旋转减振器隔板上的滑阀式阻尼阀系更改为成本低廉的阀片式阻尼阀系，便于通过增加或减少阀片数量调节阻尼阀以适用于铁道车辆的节流特性。相比于传统的铁道车辆筒式液压减振器，旋转减振器具有结构可靠、散热性能更好、安装空间小、安装灵活等优势。建立旋转减振器的数学模型，并与传统抗蛇行减振器的试验结果进行对比，验证旋转减振器模型的准确性；建立旋转减振器与地铁车辆动力学联合仿真模型，分析旋转减振器对车辆系统动力学性能的影响。仿真结果表明：旋转减振器能够代替抗蛇行减振器提供回转阻尼，使中速地铁车辆具有更好的稳定性和平稳性，同时满足曲线通过的要求。

摘要:为研究高速列车在不同车速下受到强风沙的冲蚀效应，基于欧拉-拉格朗日体系，利用DPM模型将风和空气设为连续相，将沙子颗粒设为离散相，对不同车速、沙粒粒径和风速下的高速列车的冲蚀效应进行了数值模拟。结果表明：随着列车车速的增加，冲蚀率开始的增速较缓，后来急剧增加；随着颗粒直径的增加，冲蚀率开始时增长较快，后面增长较为平缓。随着风速的增加，列车的冲蚀率开始时增长较缓慢，同时随车速的增大，列车的冲蚀率也逐渐增大。为研究高速列车车体处实际的冲蚀效应，在忽略涂层的情况下，采用冲蚀磨损实验机与数值模拟结合的方法，研究颗粒形状与质量流量对冲蚀效应的影响。结果表明：当颗粒形状因子增加时，车体的侵蚀率下降，而决定车体的冲蚀磨损主要是微切削磨损，当质量流速增加时，磨损率先增加后下降。

摘要:针对内置螺旋管换热的屏蔽电机内部发热和冷却的复杂性及其工况的特殊性，借助有限元分析软件建立屏蔽电机三维温度场整机物理模型，通过仿真计算揭示电机内部温度场的分布规律和冷却介质的流动状态，并分析原因。结果表明：电机的峰值温度出现在定子绕组上端部，值为98.3 ℃，绝缘按180 ℃考核，各部件的温升均没有超过其材料的温升限值；热态额定工况下，电机处于安全状态。计算结果可为同类型屏蔽电机的冷却系统设计及温度场计算提供参考。

摘要:集流器结构设计效率低下是导致微通道散热器流量分配不当的关键因素。为实现多通道散热器中均匀流动，采用ANSYS-Fluent数值模拟传统与优化集流器下微通道中的流动性能，利用气液两相流模型分析微通道中质量流量分布情况，对比2种集流器的微通道散热器在不同流动状态下的适用状况。结果表明：传统集流器沿壁面边界层的生长以及高低速分布是导致流量分配不均的主要原因；在入口流速0.5 m/s时，传统集流器中各支管质量流量偏差达到32.2%，而优化集流器仅为8.9%，各支管流量均匀性提高72.36%；优化集流器下的散热器中压能利用效率高，高压区域面积大，末端压力处于140~260 Pa的中压区域；在层流和湍流2种流动状态下，优化型散热器中各支管间流量差异能控制在±15%以内，而传统结构在±40%左右，优化结构具有更强适用性。

摘要:由于锻造液压机受到诸多内在、外在因素的影响，使得其双缸同步控制精度不满足工况需求。针对此问题，以传统双缸同步控制系统为研究对象，建立液压缸位置控制系统运动学模型，结合Lyapunov稳定性理论，设计反步法控制器，并且应用于并联同步控制结构中；分别搭建基于反步法控制器和PID控制器的双缸同步控制系统AMESim与Simulink联合仿真模型，并进行联合仿真。结果表明：与PID控制器相比，从阶跃响应方面看，反步法控制器最大同步误差减小了62.3%，调定时间减少了26.96%；从正弦跟踪能力方面看，反步法控制器滞后性显著降低，并且能够满足双缸同步控制要求。

摘要:针对永磁同步电机的调速系统动态品质易受参数变化、外部扰动以及摩擦力等不确定因素影响而导致伺服性能降低的问题，提出一种改进的幂次指数趋近律，对该趋近律的参数 k 和 ε 引入模糊规则控制，有效抑制传统滑模变结构控制中的固有抖振问题，提升收敛速度。为了消除系统内、外部扰动引起的控制精度问题，设计一种新型扰动观测器进行观测。仿真结果表明：该方法能够实现精确的速度控制；与传统的滑模控制相比，在保留其优势的基础上，有效降低了滑模的抖振。

摘要:SiC高温激活退火炉反应室的温度高、结构复杂，通工艺气体时易导致反应室内温度不均匀，影响产品质量。为获得高均匀温场的反应室，根据退火炉的设备数据建立反应室的物理模型；基于固体和流体传热、表面对表面辐射传热模型等，应用COMSOL Multiphysics6.0系统构建退火炉反应室仿真模型。通过改变工艺管、衬管结构，优化加热器距离、气体流量、隔热屏高度等参数来模拟退火炉反应室的温度分布情况。仿真结果表明：将工艺管和衬管设计为嵌套结构，加热器距离为9 mm、流量为25 L/min、隔热屏高度为178 mm时，最大温差由340 ℃降至±4 ℃，反应室内温场均匀性达到最优。

摘要:数字孪生车间近年来逐渐成为大众关注的热点，它可借助虚实融合技术实现物理车间与虚拟车间的互联互通，使得虚拟车间的信息更加贴合现实，有助于实际生产。基于数字孪生概念、数字孪生车间的特性和研究应用，对数字孪生车间的虚实融合研究进行综述。介绍了虚实研究对象，即物理车间和虚拟车间；论述了虚实融合系统中车间服务系统的工作过程；分析了虚实融合技术的三大关键部分及相关技术的支撑。最后对数字孪生车间的虚实融合问题进行了展望。

摘要:针对现有冲压件制品缺陷检测方法准确率低的问题，分析深度学习的原理与方法，以VGG13网络为基准模型，通过在特征提取层之后增加CBAM模块进行改进，提出5种基于VGG13与CBAM注意力机制模块相结合的网络模型（VGG13-CBAM），将改进后的新模型与改进前原VGG13模型分别在武汉某制造车间采集的冲压件缺陷数据集上进行实验研究。将数据集以6∶2∶2划分为训练集、验证集、测试集，并使用数据增强进一步扩充训练集，增加模型泛化性能，对比数据增强前后效果的提升。实验结果表明：在改进后的VGG13-CBAM03网络与VGG13-CBAM04网络上效果明显提升，测试集正确率由79.65%分别提高到了81.55%和81.40%，在使用数据增强对训练集进行扩充后，测试集正确率分别达到84.25%和84.15%，有效提升了冲压件缺陷检测准确率。

摘要:为了解决压缩感知重构算法对于机械振动信号的残缺数据恢复不佳的问题，提出一种改进压缩采样匹配追踪算法，对缺失信号进行修复重构。对比几种同类的贪婪重构算法恢复缺失信号的效果。通过仿真数据和实测数据验证算法对信号的恢复效果。结果表明：改进方法能够很好地实现对缺损信号的修复，且重构概率远远高于其他重构算法，比较压缩采样匹配追踪算法与其改进算法发现：在稀疏度为50时，改进算法的重构概率可以达到100%，而未改进的压缩采样匹配追踪算法重构概率为0，说明改进算法的重构效果优于原算法，重构出来的信号可以准确地表现原始信号的全部信息。

摘要:风力发电机在运行过程中叶片容易损伤，存在安全隐患。为了对风机叶片的损伤状态进行识别和预警，通过光纤光栅传感器采集得到的应变数据，建立基于应变的叶片材料损伤模型；在有限元分析软件ABAQUS中建立风机叶片结构的有限元模型，通过模态分析得到叶片的固有频率。同时对应变数据进行傅里叶变换，分析叶片损伤状况的频率特征，并与固有频率对比判断叶片是否发生共振；最后，根据风机叶片运行过程中采集的应变时序数据，采用深度学习方法进一步对风机叶片的损伤程度进行识别。实验结果表明：基于光纤光栅应变数据，从风机叶片材料应变监测、模态频率监测和神经网络模型识别3个方面对叶片损伤进行综合分析和预警是一种可靠且高效的方法，对风机健康监测和安全运行具有重要作用。

摘要:为全面综合评价机电产品质量，提高评价结果准确性，在分析机电产品质量影响因素基础上，构建产品质量评价指标体系。应用模糊-熵权法确定指标权重，基于妥协原理，采用协调分析法建立综合考虑各评价指标优缺点的机电产品质量评价模型；并结合产品质量评价决策流程，输出评价结果，进而为企业制定产品采购方案提供参考；最后以某数控系统生产厂家采购编码器产品为例进行应用说明。结果表明:综合考虑产品质量优缺点的评价模型简单、操作方便，评价结果客观可信。

摘要:针对加工中心可靠性评价的复杂性，提出基于改进熵权-TOPSIS-灰色关联相结合的方法。利用改进熵权法对平均无故障工作时间、平均首次失效前工作时间、平均修复时间3个指标进行赋权，得出故障概率最大的子系统。应用TOPSIS-灰色关联方法对发生故障概率最大的子系统建立决策矩阵，计算正理想解和负理想解，得出灰色关联相对贴近度，最终得到各故障模式重要程度的排序。同时与传统频次法进行对比分析，结果表明：采用改进熵权与TOPSIS-灰色关联法对加工中心可靠性评价更合理。