一、面向对象技术在设计固有频率求解程序中的应用（论文文献综述）
黄汉维[1]（2021）在《混流式水轮机开机过程导叶小开度区内部流场及单向流固耦合分析》文中研究说明水轮机的开机过程往往会引起机组振动和转轮叶片的破坏,导致其性能变差,甚至威胁机组的安全稳定运行。本文以混流式水轮机为研究对象,针对开机过程中的导叶小开度工况展开数值分析。利用动网格控制活动导叶的开启,研究不同导叶开度对水轮机性能的影响,在导叶开启过程中选取1.8°、2.2°、2.7°、3.2°、3.7°、4.2°、4.7°、5.2°、5.7°和6.1°共计10个工况点,来具体分析水轮机内部流态和转轮应力的变化规律。为研究混流式水轮机开机过程对流道内流态特性与转轮结构特性的影响,建立了混流式水轮机全流道几何模型,基于SST湍流模型、单向流固耦合、预应力模态分析,对混流式水轮机展开瞬态数值模拟和流固耦合计算。在开机过程中,随着活动导叶开度的增加,导叶域的高压区逐渐向转轮域延伸,转轮叶片压力最大值先减小后增大,转轮内涡流粘度增大,且涡流粘度较大的区域集中在泄水锥以及转轮出口处,无叶区速度最大值先减小后增大,尾水管内出现明显的脱流现象。然后将流体计算结果加载到固体域上进行流固耦合,发现转轮等效应力最大点主要分布于叶片与下环和上冠的连接处,转轮的变形量最大点主要分布在叶片靠近上冠的部分。随着导叶开度的增加,机组流量的增大,转轮应力逐渐增大。在19.7°、23.5°和31.5°的3个导叶大开度工况点,分别对混流式水轮机展开单向流固耦合计算,将其作为参考对象,对比研究导叶小开度下的转轮结构的应力应变特性。研究发现,相比导叶大开度下的转轮的流固耦合计算结果,开机过程中的导叶小开度下的转轮的最大等效应力较小,而最大变形量较大,开机过程对水轮机叶片的结构特性会产生一定的影响。对不同导叶开度下的转轮进行预应力模态分析,发现不同导叶开度下转轮的模态振型几乎一致。本文研究内容可为混流式水轮机开机过程的特性研究提供一定参考依据。
兰孝健[2]（2021）在《机器人铣削轨迹精度补偿与颤振稳定性分析》文中研究表明随着机械制造技术的持续发展,具有的高经济性价比,高自动化与高灵活等特性的工业机器人,其实际应用逐渐拓展与深入。在航空、船舶制造业等领域内,配备电主轴等配件组成的一体化集成加工系统拥有大工作空间、高柔性等显着优势,尤其适用于大型构件的加工,这些都是传统大型数控加工中心所不具有的优点,因此工业机器人加工应用得到了广泛关注。但串联式工业机器人结构的低刚度特性及其导致的颤振、绝对定位精度低等一系列问题,成为制约机器人加工推广的关键因素。为实现机器人稳定加工并提高其轨迹精度,促使加工质量的有效提升,且避免加工过程的颤振危害,本文主要研究工作如下。机器人运动学分析是进行其研究的必要前提条件。本文基于标准DH法对COMAU工业机器人构建空间运动学描述,通过表示连杆间变换关系并给出数学表达,对正运动学问题进行推导与阐释,并对研究分析中所需的雅克比矩阵进行求解,为后续研究提供了基本理论分析基础。基于刚度模型辨识机器人关节刚度。深入分析刚度辨识实验潜在问题,利用MATLAB针对性优化负载力与机器人位姿等实验参数,规范了刚度辨识实验参数选择流程。基于优化参数条件设计具体实验,实现刚度矩阵的精准辨识,通过验证实验证明其优化结果精确性,为相关研究提供刚度数据参考。针对工业机器人绝对定位精度差的特点,对机器人加工运行轨迹进行实时精度补偿。通过激光跟踪仪实时监测、收发目标空间数据,依托COMAU机器人配套C5GOPEN控制系统,基于PID算法开发机器人轨迹误差在线补偿系统,实现机器人运动过程的轨迹精度闭环补偿,并通过实验验证了其补偿效果的有效性,满足高精度轨迹补偿要求。针对机器人铣削进行颤振稳定性分析。在进行铣削力建模分析基础上,对系统整体进行实验模态参数辨识,并利用其求解临界切削参数以绘制稳定性叶瓣图。选择相应的铣削参数进行实际铣削实验验证该图像准确性,为机器人铣削提供合理的参数选择参考。
李洋[3]（2021）在《大尺寸模型气动力多点悬挂测量研究》文中进行了进一步梳理超音速武器、新型战斗机等高速飞行器是航空航天领域的高端装备,为保证使役性能,飞行器在各种速域、姿态时的气动力特性必须被准确评估。风洞试验是获取高速飞行器气动力数据的重要手段。但随着风洞试验飞行器模型的不断增大,传统试验方法的局限性也在日益显露,因此急需寻求一种针对大尺寸飞行器模型的气动六维力测试方法。对于大尺寸飞行器模型,其测试空间受限,基于常规支撑装置与测量方法难以满足风洞试验的尺寸与动态特性要求。因此,本文以压电传感器为核心测试元件,提出了一种基于多点悬挂的支撑方式,开发了一种集支撑装置、飞行器模型以及测试元件一体化的气动六维力测试系统,旨在提高风洞试验中飞行器模型气动力六维力测试精度。针对传统风洞试验中大尺寸飞行器模型存在的支架干扰大、测试空间不足等问题,提出了一种基于多点悬挂并联张线支撑的飞行器模型气动六维力测量方案。基于六点定位与静力学平衡原理,推导了该支撑方式下飞行器模型六维力测量原理,建立了六维力求解的数学模型,并分析了影响测试精度的关键因素。结合上述测量原理以及测试系统设计要求,对支撑装置进行设计与优化,为后续测试系统的性能研究奠定了基础。针对六维力求解模型中张线支撑角度这一影响测量精度的关键参数,编写了基于Python-Open CV模块的支撑角度图像识别程序。通过对比多种图片预处理方案,选择HSV颜色检测算法用以提取复杂环境下支撑张线的整体轮廓。对初步提取的张线轮廓进行形态学操作,在保留完整轮廓的前提下消除了噪点等干扰。基于最小二乘法求解张线轮廓的最优拟合直线进而求解支撑角度。支撑角度识别算法的建立不仅提高了测试系统六维力求解精度,还为后续标定实验的开展提供了便利。对多点悬挂式测试系统进行搭建与性能测试。首先,为保证测试精度与系统动态特性,设计了两种与支撑张线直接相连的单向力压电传感器,标定结果显示上述传感器具有良好的线性度、重复性以及测试精度。通过力源装置对整体测试系统进行了静态标定实验,针对实验结果中各维间的耦合现象通过解耦算法对实验数据进行处理;通过锤击法对测试系统进行动态脉冲激励实验,得到系统X、Y、Z三个方向的一阶固有频率。最后,针对标定实验中部分维度向间干扰较大的现象,通过ANSYS仿真软件对测试系统进行静态仿真分析,并通过模拟加载的方法探究了向间干扰产生的原因,为后续工作的展开提供了方向。本文研究内容进一步丰富了风洞试验多维力测试方法,其研究成果可为我国航天航空事业的高速发展提供实验技术借鉴。
马英群[4]（2020）在《基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究》文中研究说明航空发动机作为最复杂的旋转机械,同时受到转子不平衡力等多种载荷的激励作用,部件及整机振动问题突出。为了进一步提高推重比,航空发动机向轻量化、大推力的方向发展,导致转子振动情况恶化以及转、静子部件间振动耦合加强。为了保障航空发动机运行的安全性和可靠性,整机振动特性研究得到广泛关注。目前,在航空发动机整机动力学研究中,整机建模技术、复杂动力学模型高效、精确求解技术、线性/非线性动力学响应分析以及整机振动控制等方面取得了丰硕的成果。然而,这些研究大多基于直接线性/非线性瞬态及稳态动力学响应分析,其仅能提供瞬态/稳态振动位移、速度、加速度、应力以及模态振型等有限信息来预测、分析及判断整机振动情况。对于振动在航空发动机各转、静子部件间的传递、耦合特性和振动控制及抑制机理难以从本质上给出合理的解释。为了突破上述局限,本研究将结构声强法应用到航空发动机整机动力学研究领域,在时域/频域中可视化了航空发动机整机转子-支承-机匣耦合系统中看不见、摸不着的瞬态/稳态振动能量,分析了瞬态/稳态振动能量在转子和机匣等部件间的传递特性和耦合规律。基于此,从瞬态/稳态振动能量传递控制的角度研究分析了航空发动机部件及整机振动抑制的作用机理,并提出了相应的减振措施。本文所涉及的主要研究内容如下:（1）理论基础:本研究从振动波的角度切入,从理论上分析了结构中振动波的类型和传播特点。基于此,将通用结构声强表达式改写为适用于不同类型振动波和不同类型结构单元的形式,并将其拓展为矩阵的表达形式,实现了对不同类型振动波结构声强矢量场的分解,为本文研究奠定了坚实的理论基础。（2）实现途径:本研究结合具有强大的有限元建模及求解功能的ANSYS二次开发程序APDL和具有强大的矩阵计算、处理能力的MATLAB软件编译开发了结构声强矢量场求解及可视化程序,并基于本研究所提出的FLAG通讯机制,实现了航空发动机转子-支承-机匣复杂耦合系统瞬态/稳态结构声强矢量场的全自动化求解及可视化,为本文研究提供了功能强大的实现途径。（3）瞬态/稳态振动能量传递特性研究:基于以上理论基础和实现途径,建立了航空发动机整机转子-支承-机匣耦合系统模型,实现了瞬态/稳态总振动能量以及不同类型振动波所携带的振动能量分量在转子、支板和机匣间传递及耦合特性的可视化分析。从基本运动方程出发,理论推导了振动能量传递特性与结构振动特性的内在物理联系,分析了不同模态振型转子中瞬态振动能量与机械能和阻尼耗散能之间的传递、转换和平衡过程。此外,本研究提出并定义了振动能量通量比和振动能量传递率,实现了振动能量传递特性的量化分析。（4）瞬态/稳态振动能量传递控制研究:基于以上对转子-支承-机匣耦合系统中瞬态/稳态振动能量传递、耦合特性的认识,从振动能量涡流场分流、耗散机制的角度,提出了应用转轴周向环槽诱导的瞬态涡流场以及安装节和周向加肋筋诱导的稳态涡流场来降低转子和机匣振动;从振动能量耦合特性的角度,提出了应用附加反相激励载荷来阻滞振动能量传递并降低结构振动,并分析了这些措施对航空发动机部件及整机振动抑制的作用机理及效果。（5）非线性振动能量传递特性研究:基于一个螺栓预紧法兰连接的平板组件,初步探究了瞬态振动能量在非线性结构中的传递特性,为后续复杂非线性耦合结构中振动能量传递特性的分析奠定研究基础。此外,结合相平面法与结构声强法,对应分析了系统宏观运动状态变化过程与微观振动能量传递过程,实现了仅通过位移和速度这两个状态量对结构振动能量传递特性的预测,避免了瞬态结构声强矢量场实验测量带来的困难。本研究将结构声强法应用到航空发动机整机动力学研究领域,实现了转子-支承-机匣复杂耦合系统中瞬态/稳态振动能量传递特性的可视化分析。从振动能量传递的角度研究了转子不平衡力作用下航空发动机整机振动问题,揭示了瞬态/稳态振动能量在航空发动机各部件间的传递、耦合特性。此外,从瞬态/稳态振动能量传递控制的角度提出了有效的减振措施,可为航空发动机各部件及整机振动抑制方法提供有力的理论支撑和工程指导。
孙晓恒[5]（2020）在《油动四旋翼飞行器的力学性能分析》文中研究说明多旋翼飞行器是近些年兴起的机型,其功能众多、环境适应性强、起降灵活,在军事、农业、消防等领域均有广泛应用。油动旋翼飞行器由于高载重和长航时的突出优点,使其拥有良好的发展前景。但是目前大部分研究人员都致力于飞行器在飞行控制方面的研究,在其力学性能分析方面并不成熟,飞行器的稳定性有待提高。本文针对一种重载油动四旋翼飞行器进行力学性能的分析。在详细分析了重载油动四旋翼飞行器的结构特点和飞行原理后,对发动机、机架、齿轮箱-支臂组件等进行简化和有限元前处理,随后对其进行力学分析。基于有限元求解理论,首先采用Lanczos特征值求解器对飞行器进行自由模态求解,验证整体结构是否会发生共振;再根据飞行器的受力条件,对其进行了静力学分析,得到了结构的受力和变形云图,并通过校核公式验证了结构强度和刚度的合理性;随后对齿轮箱-支臂组件进行了模态分析,得到该位置处的固有频率和振型,并运用Runge-Kutta法对该位置进行不同情况下的动力学方程的求解,得到了振动加速度的影响因素和变化规律,表明合理添加斜支撑可有效降低振动。通过试验对齿轮箱-支臂组件进行了振动加速度的测试,得到不同转速下的振动情况。基于傅里叶变换对采集的时域数据进行频域的转换,并结合以上模态分析结果得到共振频率,确定了结构危险的部位,由于薄壁心轴长径比过大而容易发生弯曲振动,适当减小了心轴长径比,改变其模态频率,避开激励频率的倍频和分倍频,防止结构发生共振。仿真结果表明,飞行器整体模型在自由运动时不会发生共振;在静力状况下,结构满足强度要求和刚度要求,不会发生破坏;在齿轮箱-支臂组件处,依据仿真与试验结果,明确了振动的影响因素,合理添加了斜支撑杆,实现了减振,并对心轴直径进行了优化,避开共振区域。利用CAD/CAE技术和求解动力学方程的方法,并结合试验进行了验证。实现了结构设计、分析和优化一体化,提高了设计的准确性,降低了研发成本,为重载油动四旋翼飞行器的设计和改进提供了有力参考。
赵佳兴[6]（2020）在《宽幅摆臂式上料机设计及关键问题研究》文中认为作为自动化生产线必不可少的设备,上料机是否性能稳定、工作效率高会直接影响工厂的生产效率。本文在对玻璃纤维无纺布分切作业流程进行研究和分析的基础上,设计灵感来自于旋臂式起重机,设计了一种专用于分切机上料的旋臂式上料机。上料机由底座、十字轴、手臂等结构组成,可在9s内完成一次150kg的玻璃纤维无纺布物料的上料任务。本文从上料机设计的技术难点出发,以各部件机构为研究对象,对结构及轻量化设计、有限元动态特性分析、十字轴装配间隙消除以及控制系统设计等关键问题研究,具体内容如下:针对上料机的上料流程,根据质量功能展开（Quality Function Deployment,简称QFD）方法和面向装配的设计（Design for Assembly,简称DFA）提出上料机的整体结构设计方案以及关键零部件的设计方法,完成上料机结构设计。对上料机的关键零部件进行模态分析,评估设备的动力学特性。针对上料机装配间隙消除问题进行研究,合理选择间隙消除方式和间隙消除材料,利用ANSYS显示动力学模块Explicit Dynamics进行仿真。对上料机的关键部件进行了轻量化研究,面向危险工况,以手臂的重量和最大变形量为优化目标,首先对手臂进行拓扑优化,然后根据拓扑优化结果对关键尺寸进行尺寸优化,最后完成对上料机手臂的轻量化设计。完成了上料机的硬件配置和软件系统开发,编写了上料机的PLC运行程序,设计了基于威纶通触摸屏的人机交互界面,实现了上料机的自动控制。本文对宽幅摆臂式上料机进行结构设计和关键部件轻量化设计,进一步对关键零部件进行动态特性分析,研究了装配间隙消除方法和仿真分析,最终完成了控制系统设计,为宽幅摆臂式上料机的产品化奠定了技术基础。
郑彤[7]（2019）在《基于浮动坐标与绝对坐标的柔性梁和柔性板多体系统动力学研究》文中进行了进一步梳理在航空、航天、兵器和许多复杂机械系统等工程领域中,存在着大量的由柔性梁和柔性板为基本构件组成的柔性多体系统,对这类系统动力学性态的精确把握,将有助于该类系统的结构设计和优化。本学位论文对由柔性梁和柔性板构成的多体系统的动力学建模和仿真进行了研究。本文分别在浮动坐标系方法和绝对节点坐标法这两个框架下对柔性梁、柔性板,以及由这类构件组成的柔性多体系统的动力学问题进行了研究,主要内容涉及刚柔耦合、几何大变形、温度效应、塑性效应等学术点。本文的具体研究工作和成果主要有:第一,基于浮动坐标系法建立了作空间三维大位移运动的柔性矩形薄板、变厚度板和梯形板的刚柔耦合动力学模型。考虑了柔性板的面外变形和面内变形,在定轴转动时考虑了轴向惯性力带来的附加刚度项;编制了相应的动力学仿真程序,对柔性板的动力学进行了仿真计算。论文同时对MSC.ADAMS软件在处理柔性板做高速转动时的刚柔耦合动力学问题的性能进行了研究,结果表明MSC.ADAMS在处理高转速柔性板的动力学问题时会出现计算误差过大,甚至计算发散的情形。第二,基于浮动坐标系法建立了作空间三维大位移运动的考虑温度效应的复合材料柔性板多体系统的刚柔耦合动力学模型。模型中考虑了复合材料板的铺层角、铺层层数等板的结构参数,并将温度效应引入动力学模型中;编制了相应的动力学仿真程序,对复合柔性板进行了动力学仿真计算,并分析了铺层角、铺层层数、温度对复合材料柔性板动力学性态的影响。采用Recurdyn建模对车辆的平顺性问题进行了动力学建模与仿真,通过对不同路况下车辆的运行情况的仿真,说明了Recurdyn建立模型的准确性以及仿真的正确性。第三,系统研究了绝对节点坐标法的动力学建模理论,并采用绝对节点坐标法,建立了二维和三维柔性大变形梁多体系统的动力学模型;编制了动力学仿真软件,并对柔性梁多体系统大变形动力学算例进行了仿真,仿真结果与现有文献结果进行了比较,验证了本文所提出的模型的正确性。并采用绝对节点坐标法对旋转柔性梁的频率进行了分析,分析了中心刚体、附加质量对旋转柔性梁频率的影响。第四,介绍了带结构阻尼的绝对节点坐标方程,并对二维柔性梁在有阻尼作用下的天线展开过程进行了仿真分析,给出了几种不同阻尼系数下柔性梁运动情况,并分析了阻尼在展开过程中产生的重要影响。针对缠绕肋材料特性,运用绝对节点坐标法进行了仿真,解释了展开过程中出现的不常见的情况。第五,采用多体系统动力学组集的方法,研究了基于绝对节点坐标法的柔性板的大变形动力学问题,建立了柔性薄板和柔性板大变形多体系统动力学模型;编制了基于绝对节点坐标法的柔性板动力学仿真软件,并对柔性板多体系统大变形动力学算例的仿验证了本文方法的可行性。第六,基于绝对节点坐标法,研究了柔性板和柔性梁的弹塑性模型以及失效模型,并对柔性梁、板的弹塑性模型进行了仿真,通过算例验证了本文方法的可行性。第七,对航空发动机的机匣包容性问题进行了动力学仿真,包含了外侧缠绕复合材料机匣、附加轴向加强筋机匣、在不同位置释放的动力学仿真。此外,开展了机匣包容性的打靶实验验证,包含了复合材料靶板、加强筋靶板以及不同打击部位对机匣包容性的影响,为机匣设计以及强度分析提供了参考。
金鑫[8]（2018）在《面向激光增材制造的变密度多胞结构优化设计与建模研究》文中研究表明结构的轻量化不仅可以减少高精密复杂武器装备运行的能源消耗,而且可以为其带来更远的射程、更高的机动性以及更优越的动静态性能,是高精密复杂武器装备追求的关键指标。作为一种新型的轻质高强多功能结构,多胞填充结构可以在实现结构减重同时保持零件结构的力学性能,是一种实现高精密复杂武器装备轻量化设计的有效手段。针对传统均匀多胞结构设计时未考虑设计域内材料分布优化的不足,论文提出了一种面向激光增材制造的变密度多胞结构优化设计与建模方法。以多胞结构的胞元为设计单元,在多胞结构力学特性分析以及材料模型计算的前提下,融合激光增材制造技术研究制造工艺约束的建模与表达策略,实现胞元类型、胞元尺寸以及胞元杆件尺寸分布的优化设计,通过胞元的参数化循环定义与组装提高建模的自动化程度,实现变密度多胞结构的快速建模。主要内容如下:1、构建了多胞结构等效材料模型:根据结构的受载状况,综合分析不同类型多胞结构的几何特性以及力学性能,得到均匀多胞结构类型的优选排序。根据不同胞元类型的结构复杂程度,选择解析或者应变能等效的方法计算推导各胞元结构的等效弹性性能公式,通过对均匀多胞结构进行有限元分析,拟合系数,构建等效材料模型。基于有限元仿真方法分析设计域外形尺寸以及胞元尺寸对等效材料模型的影响,并且以伺服机构框架为例,对多胞填充的工程结构进行有限元分析,与伺服机构框架的等效实体模型分析结果进行对比,验证等效性能公式的有效性。2、建立了基于几何特征分析的多胞结构增材制造约束模型:根据激光增材制造工艺特点,分析可能存在的制造约束。针对特定的制造机器和工艺参数条件,通过设计并制造测试几何结构,进行制造约束数值测试。制造约束通过几何运算建模表示为优化设计变量的函数。根据制造约束建模结果得到不同胞元类型、不同胞元尺寸以及不同的制造约束数值条件下的多胞结构可制造密度范围,为变密度多胞结构设计中胞元类型和胞元尺寸的优选提供依据。3、构建了面向刚度性能的变密度多胞结构优化设计与自动化建模方法:基于等效材料模型,多胞结构等效为连续体结构,以制造约束作为拓扑优化的设计约束,建立等效连续体结构拓扑优化模型。基于有限元数值编码方法求解总体刚度矩阵与柔度矩阵,进行优化模型的灵敏度分析与优化求解。采用包络单元设计变量平均映射方法实现胞元结构杆件尺寸分布矩阵映射。基于Pro/Toolkit函数库进行Creo的二次开发,对于变密度蜂窝结构引入用户自定义胞元特征,对于变密度点阵结构编写点阵元件循环自动装配程序,实现变密度多胞结构的快速自动化建模。4、进行了变密度多胞结构力学性能的仿真与实验评估:定义单位体积比刚度作为结构力学性能评估方式,基于此进行各工况条件下的备选胞元类型与胞元尺寸的变密度多胞结构受力仿真分析,比较分析多胞结构力学性能,总结得到制造约束条件下的胞元尺寸和胞元类型选择的一般规律。进行多胞结构的制造与力学试验测试,观测变密度多胞结构的受力变形与破坏模式,比较优化结构与均匀结构的力学性能从而判断优化设计方法的有效性。5、提出了一种面向工程复杂结构的变密度多胞填充优化设计方法:基于设计域划分与应力变形有限元分析,建立工程复杂结构多胞填充优化设计方法。以导引头伺服机构底座为实例,进行变密度多胞填充优化设计。通过有限元方法分析比较优化前后伺服机构底座多胞填充结构的力学性能,验证设计方法有效性。
关鹏[9]（2018）在《超高速磨削试验台数字化设计与仿真分析研究》文中研究指明随着计算机技术和网络技术的发展,机械制造业呈现出以计算机为基础,以数字化信息为描述手段,以产品数字化开发为方法的新特征。相对于物理样机,数字化样机是在计算机上表达的产品数字化模型。数字化设计技术是数字化样机建立的手段与方法,被广泛应用于制造装备产品设计与开发领域。超高速磨削加工技术是一种高效而经济地生产出高质量零件的现代加工技术。超高速磨削加工的实现载体是超高速磨削机床。东北大学先进制造与自动化研究所于1996年研制了我国第一台大功率超高速磨削试验台。试验台砂轮线速度可达250m/s,填补了当时国内空白,推动了我国高速/超高速磨削研究的发展。由于当时设计和制造条件有限,在试验台实际使用过程中出现了诸多问题,例如液体动静压轴承胶合,液体动静压主轴系统振动以及加工精度降低等。如何使用数字化技术手段对上述问题进行分析,进而对超高速磨削机床数字化设计关键问题进行研究并提出相应的解决方法,为超高速磨削试验台的改造提供设计基础和依据是本文所要研究的核心问题。为此,本文以东北大学超高速磨削试验台为研究对象,以数字化设计与仿真分析为技术支撑。通过理论,仿真与实验相结合的方式,研究和探讨磨削加工仿真方法,液体动静压主轴系统及超高速磨削试验台整机动力学特性,液体动静压主轴系统热结构耦合变形,超高速磨削试验台虚拟加工仿真系统构建等问题。本文的研究主要内容如下:（1）使用有限元方法对超高速磨削加工进行仿真研究。从理论上阐述了使用有限元方法进行磨削加工仿真的可行性。提出基于有限元分析的超高速磨削加工宏观仿真方法,并对该方法进行了详述。在不同磨削参数条件下,对磨削力和磨削温度进行仿真计算,并对仿真结果予以分析。使用三向测力仪与热电偶对磨削力与磨削温度进行测量实验,将仿真分析结果与实验结果进行对比分析,验证仿真方法的正确性。（2）对超高速磨削试验台关键部件液体动静压主轴系统进行动态特性仿真分析与实验研究。使用流体动力学方法对液体动静压轴承油膜进行压力场与温度场仿真分析,描述不同参数影响下油膜承载特性变化。以小扰动理论为基础建立了油膜支撑刚度与阻尼计算模型。在融入油膜支撑刚度和阻尼参数情况下,使用有限元方法对液体动静压主轴系统进行有限元建模与动态特性分析。对主轴系统进行固有频率测量实验,验证仿真分析方法正确性,并指出所分析对象存在的问题与改进方向。（3）对超高速磨削试验台整机动态特性进行仿真分析。建立数学模型对机械结构中结合部对其动力学特性影响进行分析。对超高速磨削试验台中存在的不同结合部进行等效替代分析与数值计算。建立超高速磨削试验台整机有限元模型,并进行整机动静态特性分析。对机床整机进行固有频率测量实验,验证仿真分析方法正确性,并指出所分析对象存在的不足与改进方向。（4）结合前文所进行的磨削加工仿真分析和液体动静压主轴系统轴承油膜温度场仿真分析,对主轴系统进行热结构耦合变形求解。在不同磨削参数条件下根据主轴系统热源差异,使用有限元方法对主轴系统进行三维温度场求解,进而对主轴系统进行热结构耦合变形求解,分析其在多场条件影响下的位移变化。（5）构建基于网络的超高速磨削试验台虚拟加工仿真系统,提出仿真系统的层次构架及开发流程。对虚拟加工几何仿真关键技术进行研究,并提出了一种基于网络建模语言的解决方法。使用Matlab网络接口功能,对虚拟加工物理参数仿真模块进行开发和编程,实现磨削加工物理参数仿真功能。
管成[10]（2018）在《面向力学性能评估的足尺人造板四节点支承振动检测研究》文中研究说明足尺人造板特指国内外生产和销售中最常见的幅面公称尺寸为2440mm×1220mm的成品人造板材。这类板材已经广泛地用于家具生产、建筑、包装及交通运输等领域。力学性能是人造板质量的重要组成部分,不同的应用领域对人造板的力学性能要求也不尽相同。弹性模量、剪切模量和动态黏弹性正是表征足尺人造板力学性能的三个非常关键的指标,同时弹性模量和剪切模量的大小还可以推测人造板的静曲强度和内结合强度。因此通过对这些指标的准确测定,便可实现足尺人造板力学性能的评估。目前足尺人造板力学性能的检测方法大多是:首先在大尺寸板材不同部位截取数个标准试件,然后通过力学试验机测试这些小尺寸标准试件的力学性能指标,最后根据数个标准试件的测量结果综合评价足尺人造板整板的力学性能。这种方法属于有损检测,检测效率低,只适于产品的抽检,不适于非破坏和在线快速检测。因而,为人造板特别是建筑用人造板行业提供一种面向足尺人造板整板力学性能的快速、无损检测和评估的技术和方法,是非常必要的。为快捷、无损检测和评估足尺人造板的力学性能,本论文提出了一种将被测足尺人造板支承在其长度、宽度方向22.4%和77.6%的两条振动节线的4个交点处的新支承方式,称为四节点支承。本论文的创新之处是基于四节点支承自由振动原理实现了足尺人造板长度、宽度方向的弹性模量和面内剪切模量这3个弹性常数以及长度方向的储能模量和损耗模量这2个动态黏弹性指标的快速无损检测。首先,基于薄板横向振动理论,借助灵敏度分析方法和瑞利能量法,建立了四节点支承的足尺人造板长度、宽度方向的弹性模量和面内剪切模量与其相对应的灵敏度最高模态固有频率、板材密度、板材尺寸等特征参数之间的计算公式,形成了四节点支承自由振动检测足尺人造板弹性常数的理论基础。其次,采用试验模态分析的方法,分别探究了完全自由和四节点支承下足尺人造板的前9阶振动模态参数（模态振型和固有频率）,又通过计算模态分析的方法,对四节点支承的足尺人造板前9阶模态参数进行了研究。接着,基于LabVIEW软件设计了用于四节点支承自由振动法的足尺人造板弹性常数检测软件。然后,为验证四节点支承自由振动法检测足尺人造板弹性常数的正确性,进行了足尺人造板弹性常数检测的动、静态试验,并对测试结果进行对比和分析。最后,提出了四节点支承自由振动法检测足尺人造板长度方向动态黏弹性的理论基础,并通过试验验证了可行性。本文的研究结果表明:基于薄板横向自由振动理论的四节点支承自由振动法对足尺人造板长度、宽度方向的弹性模量和面内剪切模量进行同时无损检测是可行的;试验模态分析和计算模态分析这两种方法都可以用于四节点支承的足尺人造板前9阶振动模态参数的分析;所开发的足尺人造板弹性常数检测软件运行流畅、操作简单、界面清晰,为大尺寸人造板力学性能无损检测设备的商业化开发奠定了软件基础;基于四节点支承自由振动法所测得的足尺人造板长度方向动态黏弹性是正确的。
二、面向对象技术在设计固有频率求解程序中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、面向对象技术在设计固有频率求解程序中的应用（论文提纲范文）
（1）混流式水轮机开机过程导叶小开度区内部流场及单向流固耦合分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CFD方法与动网格在流体机械中的应用 |
| 1.2.2 流固耦合在流体机械中的应用 |
| 1.2.3 导叶小开度区水轮机内部流动及应力分析研究进展 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 2 数值模拟基本理论 |
| 2.1 计算流体动力学基本理论 |
| 2.1.1 流动基本控制方程 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.2 动网格基本方法 |
| 2.2.1 弹簧近似方法 |
| 2.2.2 弹性体方法 |
| 2.2.3 扩散光顺法 |
| 2.2.4 局部重构网格 |
| 2.3 有限元分析基本理论 |
| 2.4 流固耦合基本原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 瞬态过程数值模拟策略 |
| 3.1 模拟的水轮机开机瞬态过程 |
| 3.2 计算域模型建立与网格划分 |
| 3.2.1 三维流域建模 |
| 3.2.2 计算域网格划分 |
| 3.3 进出口边界条件 |
| 3.4 湍流模型选取 |
| 3.5 动网格技术 |
| 3.5.1 导叶运动轨迹的推导 |
| 3.5.2 CFX中动网格的设置 |
| 3.5.3 时间步长的确定 |
| 3.6 网格无关性验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 水轮机开机过程流动计算与分析 |
| 4.1 性能对比 |
| 4.2 压力场分析 |
| 4.3 转轮叶片表面压力分析 |
| 4.4 转轮内流态分析 |
| 4.5 速度场分析 |
| 4.6 尾水管内流态分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 水轮机开机过程转轮应力分析 |
| 5.1 流固耦合计算方法与计算工况点 |
| 5.2 转轮结构计算模型及边界条件 |
| 5.3 开机过程转轮应力变化规律 |
| 5.4 开机过程转轮变形量变化规律 |
| 5.5 模态分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）机器人铣削轨迹精度补偿与颤振稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 工业机器人铣削关键技术研究现状 |
| 1.2.1 机器人刚度分析现状 |
| 1.2.2 机器人误差在线补偿技术 |
| 1.3 工业机器人铣削颤振稳定性研究现状 |
| 1.3.1 颤振产生机理 |
| 1.3.2 颤振稳定性分析方法 |
| 1.4 论文提出、研究内容与总体框架 |
| 1.4.1 论文提出 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 主体框架 |
| 第2章 机器人铣削系统运动学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人运动学描述方法 |
| 2.2.1 空间位置与旋转描述 |
| 2.2.2 位姿表示方法与齐次坐标变换 |
| 2.3 机器人运动学建模 |
| 2.3.1 连杆坐标系与DH参数 |
| 2.3.2 雅可比矩阵求解 |
| 2.4 机器人正运动学问题求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 机器人刚度建模与辨识及实验参数优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人静刚度模型建立 |
| 3.3 基于MATLAB的实验条件参数优化 |
| 3.3.1 刚度辨识实验潜在问题分析 |
| 3.3.2 针对实验具体参数优化的流程 |
| 3.4 机器人关节刚度辨识实验研究 |
| 3.4.1 刚度辨识实验方案 |
| 3.4.2 实验数据计算 |
| 3.5 关节刚度的验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光跟踪仪机器人轨迹精度补偿研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光跟踪仪轨迹补偿系统组成 |
| 4.2.1 机器人轨迹误差在线补偿系统整体结构 |
| 4.2.2 激光跟踪仪测量系统介绍 |
| 4.2.3 C5G OPEN开放控制系统介绍 |
| 4.3 激光跟踪仪在线误差补偿系统基本原理 |
| 4.3.1 补偿系统坐标系的统一 |
| 4.3.2 机器人轨迹补偿流程 |
| 4.4 在线误差补偿系统软件设计 |
| 4.4.1 C5G OPEN开放控制系统开发 |
| 4.4.2 激光跟踪仪程序开发 |
| 4.5 机器人轨迹实时闭环补偿实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 机器人铣削颤振稳定性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器人铣削动态铣削力建模 |
| 5.3 机器人铣削加工系统模态分析 |
| 5.3.1 模态分析基础 |
| 5.3.2 模态参数辨识实验 |
| 5.3.3 模态参数辨识 |
| 5.4 机器人铣削稳定性分析 |
| 5.4.1 稳定性叶瓣图绘制 |
| 5.4.2 机器人铣削加工实验 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士学位期间取得的学术成果及参加科研情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）大尺寸模型气动力多点悬挂测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 气动多维力测量国内外研究现状 |
| 1.2.1 飞行器模型支撑方式研究现状 |
| 1.2.2 风洞天平研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 测试系统原理与方案设计研究 |
| 2.1 多点悬挂式气动六维力测量原理 |
| 2.1.1 多点悬挂式气动六维力测量方案 |
| 2.1.2 多点悬挂式力学模型建立 |
| 2.1.3 六维力求解软件设计 |
| 2.2 多点悬挂支撑系统总体结构设计 |
| 2.2.1 多点悬挂支撑系统各结构设计要求 |
| 2.2.2 多点悬挂支撑系统结构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于Open CV的支撑角度识别算法研究 |
| 3.1 图像识别算法测量支撑角度的必要性 |
| 3.2 张线轮廓提取方法 |
| 3.2.1 图像二值化处理 |
| 3.2.2 Canny边缘检测算法 |
| 3.2.3 HSV颜色模型检测 |
| 3.3 张线轮廓形态学处理方法 |
| 3.3.1 腐蚀操作 |
| 3.3.2 膨胀操作 |
| 3.3.3 开运算与闭运算 |
| 3.4 张线支撑角度识别方法 |
| 3.4.1 张线支撑角度求解 |
| 3.4.2 角度识别算法精度判定 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 测试系统性能研究 |
| 4.1 单向力压电传感器性能研究 |
| 4.1.1 测试系统传感器设计要求 |
| 4.1.2 单向力压电传感器结构设计 |
| 4.1.3 单向力压电传感器标定实验 |
| 4.2 测试系统静态性能研究 |
| 4.2.1 飞行器模型位姿调节 |
| 4.2.2 测试系统六维力施加位置 |
| 4.2.3 测试系统静态力标定实验 |
| 4.2.4 测试系统静态力矩标定实验 |
| 4.3 解耦矩阵的建立及标定结果补偿 |
| 4.4 测试系统动态性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于有限元的测试系统误差分析 |
| 5.1 静态标定结果误差分析 |
| 5.2 测试系统ANSYS模拟加载 |
| 5.3 模拟加载角度调整 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 基于Open CV的张线角度识别程序 |
| 附录B 部分实验图片 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航空发动机振动问题研究与发展历程 |
| 1.2.1.1 转子系统 |
| 1.2.1.2 转子-轴承耦合系统 |
| 1.2.1.3 转子-支承-机匣耦合系统 |
| 1.2.2 航空发动机整机动力学研究现状 |
| 1.2.3 振动传递特性研究方法发展历程 |
| 1.2.3.1 传递路径分析方法 |
| 1.2.3.2 功率流法 |
| 1.2.4 结构声强法理论与实验研究现状 |
| 1.2.4.1 结构声强法理论与数值研究现状 |
| 1.2.4.2 结构声强法实验与测量研究现状 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 第2章 结构声强法理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 振动波理论 |
| 2.2.1 纵波 |
| 2.2.2 横波 |
| 2.2.2.1 剪切波 |
| 2.2.2.2 扭转波 |
| 2.2.3 弯曲波 |
| 2.3 结构声强法 |
| 2.3.1 通用表述 |
| 2.3.2 不同类型振动波表述 |
| 2.3.2.1 纵波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.2 剪切波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.3 扭转波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.4 弯曲波所传递的振动能量 |
| 2.3.3 不同结构单元表述 |
| 2.3.3.1 板壳单元 |
| 2.3.3.2 梁单元 |
| 2.3.3.3 实体结构单元 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 结构声强矢量场求解与可视化 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 有限单元法基本原理与步骤 |
| 3.3 FLAG通讯机制 |
| 3.4 通用求解程序 |
| 3.5 物理空间与计算空间转换 |
| 3.6 振动能量流线可视化 |
| 3.7 可行性与准确性验证 |
| 3.7.1 算例一 |
| 3.7.2 算例二 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 双转子-支承-机匣耦合系统瞬态振动能量传递特性 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 双转子-支承-机匣耦合系统 |
| 4.3 全局瞬态结构声强矢量场求解与可视化 |
| 4.3.1 通用求解程序预留接口命令输入 |
| 4.3.2 收敛性分析 |
| 4.3.3 准确性分析(网格无关性验证) |
| 4.4 耦合系统全局瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.4.1 瞬态结构声强场频响特性 |
| 4.4.2 转子、支板、机匣部件间瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.5 机匣不同类型振动波瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结构声强与结构振动特性内在物理联系 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 结构声强的量纲 |
| 5.3 内在物理联系的理论分析 |
| 5.4 转子模态振型对振动能量传递特性的影响 |
| 5.4.1 概述 |
| 5.4.2 一阶弯曲模态 |
| 5.4.3 锥动模态 |
| 5.4.4 平动模态 |
| 5.4.5 小结 |
| 5.5 基于瞬态振动能量传递控制的转子振动抑制研究 |
| 5.5.1 带有周向环槽的低压转子结构 |
| 5.5.2 周向环槽对瞬态振动能量传递特性的影响分析 |
| 5.5.3 验证周向环槽对转子弯曲振动的抑制作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 稳态振动能量传递特性及减振应用 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 机匣稳态振动能量传递特性分析 |
| 6.2.1 航空发动机整机机匣耦合结构 |
| 6.2.2 机匣稳态结构声强矢量场求解及可视化 |
| 6.2.3 机匣模态分析 |
| 6.2.4 振动能量通量比 |
| 6.2.5 结果分析与讨论 |
| 6.3 机匣稳态振动能量耦合特性分析 |
| 6.3.1 理论分析 |
| 6.3.2 数值验证 |
| 6.3.3 附加反相激励载荷对振动能量传递控制及振动抑制的作用 |
| 6.3.3.1 概述 |
| 6.3.3.2 带孔板件结构模型 |
| 6.3.3.3 附加反相激励载荷对振动能量传递特性的影响 |
| 6.3.3.4 附加反相激励载荷对结构振动的抑制作用 |
| 6.4 稳态振动能量涡流场在振动抑制中的作用 |
| 6.4.1 安装节诱导的振动能量涡流场 |
| 6.4.1.1 单转子-支承-机匣耦合模型 |
| 6.4.1.2 安装节位置对振动能量传递特性的影响分析 |
| 6.4.1.3 时、频域中机匣组件减振有效性评估 |
| 6.4.2 机匣周向加肋筋诱导的振动能量涡流场 |
| 6.4.2.1 带有周向加肋筋的机匣-支承-转子耦合系统 |
| 6.4.2.2 振动能量传递率 |
| 6.4.2.3 机匣模态分析 |
| 6.4.2.4 加肋与未加肋机匣稳态结构声强矢量场 |
| 6.4.2.5 能量涡流场对稳态振动能量传递率的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 非线性结构中振动能量传递特性初步探究 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 考虑非线性接触的螺栓预紧法兰连接平板组件 |
| 7.3 非线性瞬态结构声强矢量场求解与可视化 |
| 7.4 非线性瞬态振动能量传递特性 |
| 7.4.1 F1 沿+z方向加载 |
| 7.4.2 F1 沿-z方向加载 |
| 7.5 微观振动能量传递过程与宏观运动状态变化过程对应分析 |
| 7.5.1 阻尼及外部激励载荷作用下的相轨迹 |
| 7.5.2 相轨迹与瞬态结构声强矢量场映射关系分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论、创新点与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A FLAG通讯机制APDL命令流及MATLAB脚本语言 |
| 附录B 瞬态转子不平衡力载荷表命令流 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）油动四旋翼飞行器的力学性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 第2章 油动四旋翼飞行器力学分析基础 |
| 2.1 重载油动四旋翼飞行器 |
| 2.1.1 飞行器的结构特点 |
| 2.1.2 飞行器的飞行原理 |
| 2.2 有限元法基本理论 |
| 2.3 模态理论研究 |
| 2.3.1 模态分析基本理论 |
| 2.3.2 模态分析的实现过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机身整体力学特性分析 |
| 3.1 仿真模型的建立 |
| 3.1.1 几何模型的建立 |
| 3.1.2 有限元前处理 |
| 3.2 飞行器整体模态分析 |
| 3.3 机身整体静力学分析 |
| 3.3.1 有限元静力学分析 |
| 3.3.2 基于Abaqus的飞行器机身静力学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 齿轮箱-支臂组件动态特性分析 |
| 4.1 齿轮箱-支臂组件模态分析 |
| 4.1.1 组件有限元模型的建立 |
| 4.1.2 组件模态分析 |
| 4.2 齿轮箱-支臂组件动力学分析 |
| 4.2.1 动力学分析的目的 |
| 4.2.2 振动的表达形式 |
| 4.2.3 非线性振动方程求解 |
| 4.3 组件在不同条件下动力学方程的求解 |
| 4.3.1 无支撑作用下的动力学分析 |
| 4.3.2 有底部支撑下的动力学分析 |
| 4.3.3 加斜支撑后的动力学分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 齿轮箱-支臂组件的振动试验 |
| 5.1 振动试验的目的和方案 |
| 5.1.1 试验目的 |
| 5.1.2 试验方案 |
| 5.2 试验数据的分析 |
| 5.2.1 分析方法 |
| 5.2.2 数据处理 |
| 5.3 结构优化 |
| 5.3.1 心轴中间位置加辅助支撑 |
| 5.3.2 增加部分心轴厚度 |
| 5.3.3 增加整个心轴厚度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（6）宽幅摆臂式上料机设计及关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 有限元方法在工程设计中的应用 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 上料机结构设计 |
| 2.1 上料机的设计指标与装配原则 |
| 2.2 面向装配的设计 |
| 2.3 上料机结构设计 |
| 2.3.1 底座部分 |
| 2.3.2 主传动部分 |
| 2.3.3 手臂部分 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 上料机关键问题研究 |
| 3.1 手臂模态分析 |
| 3.1.1 模态分析及其应用 |
| 3.1.2 手臂模态分析过程及结果 |
| 3.2 手臂瞬态动力学分析 |
| 3.3 十字轴动力学分析 |
| 3.4 十字轴装配间隙消除 |
| 3.4.1 动力学模型分析 |
| 3.4.2 动力学分析结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 上料机手臂轻量化设计 |
| 4.1 轻量化设计介绍 |
| 4.2 结构优化方法 |
| 4.2.1 优化设计概念 |
| 4.2.2 结构优化方法 |
| 4.3 手臂结构优化 |
| 4.3.1 手臂有限元分析 |
| 4.3.2 手臂拓扑优化 |
| 4.4 手臂的疲劳寿命分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 上料机控制系统设计 |
| 5.1 PLC控制系统设计内容 |
| 5.2 PLC控制系统硬件配置 |
| 5.2.1 PLC的选型 |
| 5.2.2 其他硬件配置 |
| 5.3 硬件电路图设计 |
| 5.3.1 配电图设计 |
| 5.3.2 设备控制原理图 |
| 5.4 PLC软件设计 |
| 5.4.1 系统控制流程 |
| 5.4.2 欧姆龙PLC编程软件设计 |
| 5.5 上位机界面设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
（7）基于浮动坐标与绝对坐标的柔性梁和柔性板多体系统动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 柔性多体系统动力学研究现状 |
| 1.3 柔性梁和柔性板国内外研究现状 |
| 1.4 柔性多体系统动力学研究展望 |
| 1.5 本论文内容安排 |
| 2 考虑径向曲率的柔性多体系统的刚柔耦合动力学研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单个柔性板刚柔耦合动力学模型 |
| 2.3 作空间三维运动的柔性板的刚柔耦合动力学方程 |
| 2.4 旋转中心刚体-柔性薄板的动力学仿真 |
| 2.5 柔性板刚柔耦合动力学频率分析及频率转向 |
| 2.6 中心刚体-柔性板添加外力矩 |
| 2.7 旋转柔性梁的动力学仿真 |
| 2.8 柔性板大范围平动未知 |
| 2.9 柔性板大范围平动已知 |
| 2.10 自由下落柔性单摆 |
| 2.11 考虑柔性铰的多柔体动力学方程 |
| 2.12 大范围运动矩形板的动力学仿真静力学算例 |
| 2.13 本章小结 |
| 3 考虑温度效应的复合材料柔性板的刚柔耦合动力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 作空间运动的复合材料柔性板运动学描述 |
| 3.3 采用等参16 节点的柱状壳的有限元离散化 |
| 3.4 考虑几何非线性的应变-位移关系 |
| 3.5 各向同性材料和复合材料壳结构的弹性力虚功率 |
| 3.6 考虑热效应的单个复合材料板壳结构的动力学方程 |
| 3.7 考虑热效应的多柔体复合材料动力学方程 |
| 3.8 热载荷作用下复合材料曲柄滑块多体系统的动力学仿真 |
| 3.9 热载荷作用下的曲柄滑块多体系统的动力学仿真 |
| 3.10 给定热载荷作用下复合材料壳刚柔耦合动力学仿真 |
| 3.11 热效应对复合材料板的动力学影响 |
| 3.12 铺层角对复合材料板影响 |
| 3.13 复合材料直升飞机机翼多体刚柔耦合动力学仿真 |
| 3.14 刚-柔-热三者耦合的动力学方程 |
| 3.15 基于Recurdyn的发射-复合材料动力学仿真及汽车平动动力学仿真 |
| 3.16 火炮发射系统动力学理论建模 |
| 3.17 本章小结 |
| 4 多刚体系统的运动学与动力学仿真方法 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 二维多体系统运动学仿真方法 |
| 4.3 多体系统动力学仿真方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于绝对节点坐标法的二维柔性梁几何大变形的动力学仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二维柔性梁模型 |
| 5.3 梁单元质量阵 |
| 5.4 梁单元刚度阵 |
| 5.5 梁单元的广义外力阵 |
| 5.6 梁系统的动力学方程 |
| 5.7 仿真结果分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 带结构阻尼的二维天线组集梁系统的建模和仿真 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 绝对节点坐标方程中的阻尼力 |
| 6.3 阻尼力的计算 |
| 6.4 比例结构阻尼 |
| 6.5 带结构阻尼的天线展开动力学 |
| 6.6 本章小结 |
| 7.考虑温度的基于绝对节点坐标法的三维柔性梁的动力学仿真 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于绝对节点坐标法的三维柔性梁单元 |
| 7.3 梁单元的质量阵 |
| 7.4 柔性梁单元的刚度阵 |
| 7.5 梁系统的动力学方程 |
| 7.6 动力学例子 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 基于绝对节点坐标法的柔性厚板几何大变形的动力学仿真 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 基于绝对节点坐标法的柔性薄板单元和柔性厚板单元 |
| 8.3 薄板单元的质量阵 |
| 8.4 薄板单元的刚度阵 |
| 8.5 薄板单元的广义外力阵和薄板系统的动力学方程 |
| 8.6 动力学仿真算例 |
| 8.7 本章小结 |
| 9 弹塑性材料的柔性梁和板大变形与机匣包容性研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 弹塑性模型 |
| 9.3 工况1 冲压动力学仿真 |
| 9.4 工况2 拉压动力学仿真 |
| 9.5 机匣包容性分析及计算结果 |
| 9.6 本章小结 |
| 10 全文总结 |
| 10.1 本文主要工作总结 |
| 10.2 本文主要创新点 |
| 10.3 论文研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）面向激光增材制造的变密度多胞结构优化设计与建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 激光增材制造 |
| 1.2.2 多胞结构性能分析 |
| 1.2.3 多胞结构设计与建模 |
| 1.2.4 拓扑优化技术 |
| 1.3 现有研究不足及论文研究内容 |
| 1.3.1 现有研究的不足 |
| 1.3.2 研究内容与总体思路 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 多胞结构等效性能分析与材料模型预测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 二维蜂窝结构特性分析与选型 |
| 2.3 二维蜂窝结构等效弹性性能预测 |
| 2.3.1 基于Gibson方法的蜂窝等效性能表达 |
| 2.3.2 弹性性能密度修正与系数拟合 |
| 2.4 三维点阵结构特性分析与选型 |
| 2.5 三维点阵结构等效弹性性能预测 |
| 2.5.1 基于应变能方法的点阵等效性能表达 |
| 2.5.2 基于有限元方法的弹性性能系数拟合 |
| 2.6 基于等效弹性性能的有限元分析及其验证 |
| 2.6.1 三维点阵结构等效弹性性能分析验证 |
| 2.6.2 二维蜂窝结构等效弹性性能分析验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 多胞结构制造约束分析与建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SLS制造约束分析研究 |
| 3.3 约束建模表达 |
| 3.3.1 正方形蜂窝约束表达 |
| 3.3.2 三角蜂窝约束表达 |
| 3.3.3 体心点阵约束表达 |
| 3.4 SLS制造约束测试 |
| 3.5 多胞结构可制造密度范围分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 等效多胞结构拓扑优化设计与模型构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等效连续体结构拓扑优化设计 |
| 4.2.1 拓扑优化建模 |
| 4.2.2 有限元的数值实现 |
| 4.2.3 灵敏度分析与优化求解 |
| 4.3 杆件尺寸分布矩阵映射 |
| 4.3.1 正方形包络结构映射 |
| 4.3.2 三角形包络结构映射 |
| 4.4 变密度多胞结构建模 |
| 4.4.1 蜂窝UDF建模 |
| 4.4.2 点阵装配建模 |
| 4.5 优化设计结果与后处理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 变密度多胞结构优化结果分析验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限元分析 |
| 5.2.1 结构力学性能评估方式 |
| 5.2.2 三维弯曲受力优化结构仿真分析 |
| 5.2.3 二维平压与弯曲受力优化结构仿真分析 |
| 5.3 结构制造与实验 |
| 5.3.1 多胞结构SLS制造 |
| 5.3.2 制造结构力学实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 导引头伺服机构底座多胞填充优化设计实例 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 工程复杂结构多胞填充优化设计方法 |
| 6.3 导引头伺服机构底座多胞填充优化设计 |
| 6.3.1 结构工况分析与优化对象确立 |
| 6.3.2 设计区域划分 |
| 6.3.3 受力仿真分析与胞元选型 |
| 6.3.4 变密度多胞结构拓扑优化设计与建模 |
| 6.4 导引头伺服机构底座多胞填充结构仿真分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 今后工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录 A不同壁厚梯度约束条件下的优化设计结果 |
| 附录 B结构拓扑优化设计界面 |
（9）超高速磨削试验台数字化设计与仿真分析研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超高速磨削加工研究概述 |
| 1.2.1 超高速磨削加工技术特点 |
| 1.2.2 超高速磨削加工关键技术 |
| 1.2.3 超高速磨削加工技术国内外研究现状 |
| 1.3 数字化样机技术在机床设计领域应用 |
| 1.3.1 国外数字化样机技术在机床设计领域应用研究现状 |
| 1.3.2 国内数字化样机技术在机床设计领域应用研究现状 |
| 1.4 虚拟加工仿真技术研究方法 |
| 1.4.1 虚拟加工几何仿真研究方法 |
| 1.4.2 虚拟加工几何仿真国内外研究现状 |
| 1.4.3 虚拟加工物理仿真研究方法 |
| 1.4.4 虚拟加工物理仿真国内外研究现状 |
| 1.5 课题主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 基于有限元技术的磨削加工宏观仿真研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 磨削加工过程及机理 |
| 2.2.1 磨削加工过程要素 |
| 2.2.2 磨削力与磨削温度 |
| 2.2.3 超高速磨削机理 |
| 2.3 有限元方法求解高速碰撞问题 |
| 2.3.1 砂轮与工件高速碰撞现象解释 |
| 2.3.2 空间域离散方法 |
| 2.3.3 时间域离散方法 |
| 2.4 磨削加工过程宏观仿真分析 |
| 2.4.1 有限元分析几何模型建立与网格划分 |
| 2.4.2 仿真材料参数与边界条件确定 |
| 2.4.3 仿真结果分析 |
| 2.5 磨削力与磨削温度测量实验研究 |
| 2.5.1 实验设备及方法 |
| 2.5.2 实验过程及结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超高速磨削主轴系统动态特性分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 液体动静压主轴系统结构分析 |
| 3.3 液体动静压轴承油膜流体动力学仿真分析 |
| 3.3.1 计算流体动力学分析方法原理 |
| 3.3.2 轴承油膜有限元模型建立 |
| 3.3.3 轴承油膜压力场与温度场求解 |
| 3.3.4 仿真参数对油膜支承特性影响 |
| 3.3.5 轴承-转子结合部动力学参数计算 |
| 3.4 液体动静压主轴系统动态特性仿真分析 |
| 3.4.1 液体动静压主轴系统有限元模型建立及模态分析 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.5 液体动静压主轴系统动态特性测试 |
| 3.5.1 动态特性测试系统组成 |
| 3.5.2 动态特性测试参数及条件设置 |
| 3.5.3 试验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 超高速磨削主轴系统热结构耦合分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 液体动静压主轴系统热结构耦合求解方程 |
| 4.2.1 导热微分方程 |
| 4.2.2 定解条件 |
| 4.2.3 热弹性变形基本方程 |
| 4.3 液体动静压轴承油膜温度场仿真分析 |
| 4.3.1 换热系数计算 |
| 4.3.2 不同参数下油膜温度场仿真结果 |
| 4.4 液体动静压主轴系统热结构耦合分析 |
| 4.4.1 液体动静压主轴系统热结构分析有限元模型建立 |
| 4.4.2 材料属性与边界条件设定 |
| 4.4.3 热结构耦合变形仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 超高速磨削试验台整机动态特性分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 超高速磨削试验台整机建模与结合部分析 |
| 5.2.1 超高速磨削试验台整体结构与模型建立 |
| 5.2.2 结合部等效动力学模型 |
| 5.2.3 超高速试验台结合部动力学参数计算 |
| 5.3 超高速磨削试验台动态特性仿真分析 |
| 5.3.1 超高速磨削试验台整机有限元模型建立 |
| 5.3.2 结合部等效动力学模型有限元处理 |
| 5.3.3 仿真结果分析 |
| 5.4 超高速磨削试验台整机动态特性测试 |
| 5.4.1 实验过程及结果 |
| 5.4.2 仿真与实验结果对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于网络的超高速磨削试验台虚拟加工仿真研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 仿真系统层次结构 |
| 6.2.1 主要功能工作流程 |
| 6.2.2 仿真系统开发方法及流程 |
| 6.3 超高速磨削试验台网络化建模 |
| 6.3.1 超高速磨削试验台三维实体建模 |
| 6.3.2 模型转换处理 |
| 6.3.3 工件和砂轮线框建模 |
| 6.4 超高速磨削试验台加工几何仿真关键技术 |
| 6.4.1 基于正则表达式数控代码编译 |
| 6.4.2 机床主要运动部件碰撞检测 |
| 6.4.3 工件材料去除 |
| 6.4.4 仿真系统界面与功能 |
| 6.5 基于网络的虚拟加工系统物理参数仿真功能开发 |
| 6.5.1 Matlab的Web原理与开发流程 |
| 6.5.2 基于网络的超高速磨削试验台虚拟加工物理参数仿真系统结构 |
| 6.5.3 磨削参数计算脚本文件建立 |
| 6.5.4 仿真系统界面开发 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文和参与科研项目 |
| 作者简介 |
（10）面向力学性能评估的足尺人造板四节点支承振动检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRCT |
| 1 引言 |
| 1.1 人造板概述及发展和应用现状 |
| 1.2 人造板力学性能及其检测方法 |
| 1.2.1 人造板力学性能概述 |
| 1.2.2 足尺人造板力学性能静态检测方法 |
| 1.2.3 人造板力学性能的无损检测研究 |
| 1.3 国内外人造板弹性常数振动检测研究现状 |
| 1.3.1 人造板小试件弹性常数振动法检测研究现状 |
| 1.3.2 足尺人造板弹性常数振动法检测研究现状 |
| 1.4 国内外人造板动态黏弹性振动检测研究现状 |
| 1.5 足尺人造板力学性能振动检测已有研究存在的不足 |
| 1.6 面向力学性能评估的足尺人造板振动检测研究前期工作基础 |
| 1.7 本论文研究意义和主要工作 |
| 1.7.1 本论文研究意义 |
| 1.7.2 本论文主要工作 |
| 2 足尺人造板四节点支承自由振动弹性常数检测理论 |
| 2.1 人造板弹性模量和剪切模量概述 |
| 2.2 足尺人造板的横向自由振动分析 |
| 2.3 足尺人造板弹性常数完全自由和四节点支承的灵敏度分析 |
| 2.4 足尺人造板四节点支承弹性模量和面内剪切模量检测的理论基础 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 足尺人造板振动模态研究 |
| 3.1 模态分析概述 |
| 3.1.1 模态分析定义 |
| 3.1.2 模态分析分类 |
| 3.2 基于PULSE振动测试系统的足尺人造板试验模态分析 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验装置 |
| 3.2.2.1 振动测试系统 |
| 3.2.2.2 用于足尺人造板完全自由和四节点支承的试验装置 |
| 3.2.3 试验原理 |
| 3.2.4 试验过程 |
| 3.2.5 试验结果与分析 |
| 3.2.5.1 试验模态分析结果 |
| 3.2.5.2 2种边界条件的足尺人造板前9阶振动模态的模态置性准则矩阵 |
| 3.2.5.3 2种边界条件的足尺人造板的模态振型对比 |
| 3.2.5.4 2种边界条件的足尺人造板模态的固有频率对比 |
| 3.2.5.5 2种边界条件下所测得的足尺人造板3个弹性常数的对比 |
| 3.3 基于有限元软件COMSOL Multiphysics的足尺人造板计算模态分析 |
| 3.3.1 有限元模型的构建 |
| 3.3.2 材料属性 |
| 3.3.3 计算模态分析结果 |
| 3.4 两种模态分析结果对比 |
| 3.4.1 模态振型对比 |
| 3.4.2 模态频率对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于LabVIEW软件的足尺人造板弹性常数检测软件设计 |
| 4.1 虚拟仪器技术 |
| 4.1.1 虚拟仪器概述 |
| 4.1.2 LabVIEW软件简介 |
| 4.2 试验装置硬件简介 |
| 4.3 足尺人造板弹性常数检测软件程序编制 |
| 4.3.1 检测软件程序的处理流程 |
| 4.3.2 力信号采集与处理 |
| 4.3.2.1 力传感器初始值测定模块 |
| 4.3.2.2 人造板质量和密度测定模块 |
| 4.3.3 激光振动信号采集与分析 |
| 4.3.3.1 激光振动信号的采集 |
| 4.3.3.2 激光振动信号的分析 |
| 4.3.4 弹性常数计算模块 |
| 4.3.5 数据存储模块 |
| 4.4 足尺人造板弹性常数检测软件界面 |
| 4.4.1 检测软件的前面板 |
| 4.4.2 检测软件的后面板 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 足尺人造板弹性常数检测试验与结果分析 |
| 5.1 四节点支承自由振动法测定足尺人造板弹性常数试验 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验过程 |
| 5.2 整板静态法测定足尺人造板长度和宽度方向弹性模量试验 |
| 5.2.1 试验原理 |
| 5.2.2 试验装置 |
| 5.2.3 检测程序 |
| 5.2.4 试验过程 |
| 5.3 扭转法测定足尺人造板面内剪切模量试验 |
| 5.3.1 试验原理 |
| 5.3.2 试验装置 |
| 5.3.3 检测程序 |
| 5.3.4 试验过程 |
| 5.4 试验结果与分析 |
| 5.4.1 足尺人造板弹性常数总体测量结果对比 |
| 5.4.2 2种方法所测得的足尺人造板长度方向弹性模量之间的关系 |
| 5.4.3 2种方法所测得的足尺人造板宽度方向弹性模量之间的关系 |
| 5.4.4 2种方法所测得的足尺人造板面内剪切模量之间的关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 足尺人造板动态黏弹性检测研究 |
| 6.1 足尺人造板动态黏弹性检测的理论基础 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 试验材料 |
| 6.2.2 试验过程 |
| 6.2.3 悬臂振动小试件对比验证试验 |
| 6.3 试验结果与分析 |
| 6.3.1 足尺人造板动态黏弹性总体测量结果 |
| 6.3.2 动态黏弹性与密度和对数减幅系数的关系 |
| 6.3.2.1 储能模量与密度的关系 |
| 6.3.2.2 损耗模量与对数减幅系数的关系 |
| 6.3.2.3 损耗模量与对数减幅系数和密度的关系 |
| 6.3.3 对比试验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 未来研究的展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 获得成果目录清单 |
| 致谢 |
四、面向对象技术在设计固有频率求解程序中的应用（论文参考文献）
- [1]混流式水轮机开机过程导叶小开度区内部流场及单向流固耦合分析[D]. 黄汉维. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]机器人铣削轨迹精度补偿与颤振稳定性分析[D]. 兰孝健. 山东大学, 2021(12)
- [3]大尺寸模型气动力多点悬挂测量研究[D]. 李洋. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究[D]. 马英群. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [5]油动四旋翼飞行器的力学性能分析[D]. 孙晓恒. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [6]宽幅摆臂式上料机设计及关键问题研究[D]. 赵佳兴. 河北科技大学, 2020(01)
- [7]基于浮动坐标与绝对坐标的柔性梁和柔性板多体系统动力学研究[D]. 郑彤. 南京理工大学, 2019(01)
- [8]面向激光增材制造的变密度多胞结构优化设计与建模研究[D]. 金鑫. 国防科技大学, 2018(01)
- [9]超高速磨削试验台数字化设计与仿真分析研究[D]. 关鹏. 东北大学, 2018(12)
- [10]面向力学性能评估的足尺人造板四节点支承振动检测研究[D]. 管成. 北京林业大学, 2018(04)