关键词： 复杂机械系统   特征提取   拓扑动力系统   信息空间   符号序列   拓扑熵  

摘要： 随着现代工业和科学技术的快速发展以及自动化程度的进一步提高，机械系统结构日趋复杂化，因此对复杂机械系统故障诊断的要求也越来越高。而故障信息的特征提取是系统故障诊断的重要部分，国内外学者研究了多种特征提取方法，解决了复杂机械系统故障诊断的一些问题，但还有许多问题值得探讨和研究。本文在拓扑学和拓扑动力系统的基础上，对复杂机械系统故障信息的特征提取问题进行了研究，具体的内容包括： 首先，本文在拓扑学和拓扑动力系统的理论基础上，构建了复杂机械系统状态特征信息拓扑空间，描述系统的拓扑动力系统模型，实现对系统特征的描述，为系统的故障信息特征提取奠定基础。 其次，通过研究拓扑动力系统轨道的性质来分析系统的特性，进而实现对系统的特征提取。将系统的轨道符号化，用符号序列的方式描述系统的轨道信息，通过分析符号序列的复杂度，计算符号序列的符号熵即拓扑动力系统的拓扑熵，来识别系统的振动状态，拓扑熵即为系统的故障特征量。并把基于拓扑动力系统的复杂机械系统故障信息特征提取方法应用于旋转机械系统故障特征提取问题中，通过仿真模拟，验证了所提出的理论方法的可行性。 最后，对旋转实验平台进行故障诊断实验，通过对实测信号进行特征提取分析，实现了系统不同运行状态的有效识别，从而验证了所提出的基于拓扑动力系统的故障信息特征提取方法的有效性。

关键词： 机器人   动力学   模态分析   拓扑优化   轻量化  

摘要： 轻量化是机械装备制造业的创新主题之一。由于轻量化能够明显的节能增效，近年来世界上各大装备制造业厂商都在想办法为设备“减肥”，各种新型轻量化技术的开发和应用已成为研究热点。 在满足高速、高精度的要求下，机器人减重能够降低自身负载，减低生产成本，但对机械臂本身的结构设计也提出了更高的要求。本论文以MOTOMAN-HP20D串联型机器人为例，对其动力学特性及机械臂优化设计进行了研究，探讨了动态下机器人机械臂的拓扑优化方法。论文主要开展了以下几方面的研究工作： 首先建立了MOTOMAN-HP20D型号机器人的DH坐标及运动学方程，求解了机器人的运动学逆解。使用运动学逆解计算了指定轨迹下各个关节的转角驱动时间参量，将其应用于虚拟样机模型，验证了运动学逆解的正确性。通过一点采集多点激励的实验模态方法，得到了机器人的模态特性。在此基础上，通过与实验结果的对比验证，建立了更加精确的考虑部件柔性的虚拟样机模型。 通过动力学和有限元分析，确定L臂为优化对象，提取了极限工况下L臂的载荷谱。应用拓扑优化理论，对L臂进行了拓扑优化设计，并根据拓扑优化设计结果重新设计得到了两种新的机械臂构形。通过分析对比，得到了最优的机械臂设计方案。 论文结合机器人学、多体动力学和结构拓扑优化等理论，在多学科综合的基础上，给出了一种结合机器人动力学特性的拓扑优化方法，并将其应用于机器人机械臂的结构优化设计，在满足机器人性能的前提下，得到了质量更轻的机械臂结构。论文的研究成果将可以为机械装备的结构轻量化和成本降低提供一种可供借鉴的方法。

关键词： 机械化学   机械化学反应   结构宏观动力学   反应宏观动力学   结构转变  

摘要： 在机械化学反应动力学中引入结构转变分析,并借鉴燃烧合成领域的结构宏观动力学理论,本文提出了机械化学反应结构宏观动力学及其研究方法,从化学反应和物质结构转变两方面共同对材料的机械化学合成过程进行考察并成功应用于锐钛矿型TiO2、CaO+TiO2以及Fe2O3+ZnO体系的研究。 主要结论如下： 1、剪切力促进了锐钛矿相的晶型转变,通过改变机械力作用方式,可望实现锐钛矿型Ti02沿着不同的相变途径转化,这对合成有晶型组成要求的Ti02陶瓷材料具有实际参考价值。本实验条件下的研究表明,锐钛矿型Ti02在行星球磨机和搅拌球磨机中的相变历程表现为锐钛矿相→TiO2-Ⅱ相→金红石相的分步相变;在振动磨样机中除了分步相变外,还发生了锐钛矿相→金红石相的直接相变。 2、在相同研磨条件下,碱土金属氧化物MgO、CaO、BaO与锐钛矿型Ti02的机械化学反应速率依次增大。实验表明,机械化学合成中存在同系递变现象。锐钛矿型Ti02与碱土金属氧化物的机械化学反应过程中可发生锐钛矿相的相变,导致反应过程存在差异。 (1)在MgO+TiO2体系中,锐钛矿型TiO2难以直接与MgO发生反应得到MgTiO3,而是首先发生锐钛矿型Ti02向TiO2-Ⅱ相的转变,新生相TiO2-Ⅱ较锐钛矿相有更好的反应活性,可以与MgO发生反应得到MgTiO3。 体系存在如下的化学反应：TiO2(Anatase)→TiO2-Ⅱ AO+TiO2-Ⅱ→ATiO3 (2)对于CaO+TiO2及BaO+TiO2体系,未检测到TiO2-Ⅱ相,锐钛矿型TiO2易与CaO和BaO直接发生反应得到CaTiO3和BaTiO3。 体系存在如下的化学反应：AO+TiO2(Anatase)→ATiO3 3、在相同研磨条件下,CuO、NiO、ZnO三种金属氧化物与Fe2O3的机械化学反应速率依次增大。研究表明,反应物和生成物的结构相似,则反应容易进行;反之,则反应相对困难。 4、锐钛矿型Ti02体系生成金红石相的机械化学相变动力学、CaO+TiO2体系和Fe2O3+ZnO体系的机械化学反应动力学均满足Avrami-Erofe’ev模型,属于形核生长机制,表明产物晶核随机产生并随后长大。 (1)锐钛矿型Ti02体系的相变动力学方程为：[-ln(1-α)1/1.9147＝0.2484t(振动磨样机,710rpm) (2)CaO+TiO2体系的反应动力学方程为：[-ln(1-α)]1/0.8685=0.3658t(行星球磨机,500rpm,球料比20：1) (3)Fe2O3+ZnO体系的反应动力学方程为：[-ln(1-α)]1/133262=0.0859t(行星球磨机,500rpm,球料比20：1) 5、以Fe2O3+ZnO体系合成ZnFe2O4的机械化学过程为例,进行了动力学的能量方法研究。研究表明,Fe2O3+ZnO体系的机械化学反应按Avrami-Erofe’ev动力学模型拟合可以得到很好的拟合效果。在本实验条件下,对于确定的球料比,反应转化率只与能量输入直接相关。用能量代替研磨时间来度量机械化学反应动力学可有较少的研磨参数限制。动力学方程在不同球料比条件下的具体形式为：[-ln(1-α)]1/1.3179=0.0254EKum(球料比40：1)[-ln(1-α)]1/1.3706=0.0151EKum(球料比20：1)

关键词： 液压动力沉桩机   冲击机械系统   波动力学   力学模型   有限元仿真  

摘要： 冲击沉桩机利用冲击能产生极大力脉冲的原理，较静力沉桩机结构紧凑，而得到广泛应用。本文以某新型液压动力沉桩机冲击机械系统为研究对象，综合运用波动力学理论，Newton力学理论，matlab数据处理技术、有限元仿真等方法，建立液压动力沉桩机冲击机械系统动力学模型，获得了液压动力沉桩机的冲击沉桩力，研究了该沉桩机冲击机械系统中冲锤、拉压箱、拉杆、桩帽等关键零部件的动态特性。这为某新型液压动力沉桩机冲击机械系统的结构设计和效能评估提供了理论依据。 本文主要研究工作如下： （1）针对某新型液压动力沉桩机冲击机械系统工作原理，将其简化为“刚体—弹簧—刚体—弹性杆—刚体—弹簧—弹性杆”二元冲击系统模型，应用波动力学理论，建立该冲击机械系统的波动力学模型，获得了该液压动力沉桩机的冲击沉桩力，并进行了冲击过程中冲锤、拉压箱、拉杆、桩帽、预制桩等关键零部件的动态响应分析。 （2）基于机械振动学理论，将拉杆简化为单弹簧—单质量块系统，建立了液压动力沉桩机冲击机械系统的振动力学模型，分析讨论了缓冲弹簧刚度在波动力学模型和振动力学模型中对冲击沉桩力的影响。结论表明：当冲击载荷的周期远远大于弹性杆的周期时，可用振动模型替代波动模型，获得较为准确的冲击沉桩力;当冲击载荷的周期与弹性杆的周期之比较小时，需通过波动力学模型才能获得准确的冲击沉桩力。 （3）基于波动力学模型，分析了冲锤、缓冲弹簧、拉压箱、拉杆、桩帽、缓冲垫等零部件的设计参数对最大冲击沉桩力的影响。结果表明：缓冲弹簧和弹簧垫刚度对最大冲击沉桩力影响较大，且受冲击系统结构限制较小，可优先选择合适的缓冲弹簧和缓冲垫以获得理想的冲击沉桩力。 （4）运用LS-DYNA对液压动力沉桩机冲击机械系统进行了有限元仿真，得到了冲击机械系统的冲击沉桩力变化情况以及冲锤、拉压箱、拉杆、桩帽等关键零部件应力应变情况，并与波动力学理论模型的计算结果进行了对比分析。

关键词： 随机参数转子系统   Riccati   传递矩阵法   概率密度   动力响应  

摘要： 随机参数转子动力学问题正在受到越来越多国内学者的关注，已经成为转子系统线性和非线性动力学问题之后的重要研究课题。但以往的研究多以求得随机参数结构反应的数值特征值为目标，从全面反映随机结构反应的概率信息的角度考察，这仅是对随机结构反应的一种较为宏观的把握，更为精细化的反映是对随机参数结构反应概率密度的把握。本文以随机摄动Riccati传递矩阵法导出的随机参数转子系统动力学响应与随机参数变量之间的函数关系式为基础，研究了通过数值积分方法获得了随机参数转子系统动力响应的概率密度的方法。主要研究内容和成果如下： 1.研究了在已知随机参数变量联合概率密度情况下的转子系统动力学响应的概率分布的计算方法，运用二次型、雅克比行列式及概率的相关知识，导出了用数值积分法计算动力响应概率密度的关键公式。 2.以MATLAB7.0为平台，开发了基于摄动Riccati传递矩阵法的随机参数转子系统动力响应概率密度计算程序。 3.基于该方法，以实验室的具有随机可控电磁支撑的Bentley转子为模型，计算分析了两个随机参数变量转子系统动力学响应的概率密度，并与Monte Carlo模拟方法对比。结果表明：当变异系数较小时，该分析方法具有很高的计算精度，且较随机模拟方法具有计算量小、速度快的优点；随着变异系数的增大，该方法的精度有一定的下降；当变异系数达到0.30时，仍然保持着较高的精度（在10%以内），能够满足工程实际的需要。 4.以锅炉给水泵转子为例，研究了两端轴承的四个主刚度参数随机变化情况下的转子系统动力响应的概率密度，并与Monte Carlo模拟方法对比。通过这个工程实例，说明了该方法的精度和实用性。

标准号: EN ISO 11806-2-2011

关键词： 康明斯   重装   发动机   机械动力  

摘要： 在bauma China 2012展的首日,康明斯与中国大型矿用电动轮自卸车制造商湘电重型装备股份有限公司(简称"湘电重装")为进一步加强合作,签署战略合作协议。康明斯将继续作为湘电重装国内市场的独家发动机供应商,为湘电重装的大型和超大型电动轮自卸车提供配套;在国际出口市场,湘电重装将优先选择康明斯发动机。康明斯(中国)投资有限公司副董事长兼中国区大马力发动机业务及客户服务支持总经理王洪杰先生和湘电重

关键词： 振动理论   振动机械   虚拟样机   仿真   机电耦合  

摘要： 振动机械是一种利用振动原理完成各种工艺过程的机械设备。目前，这类机械已被广泛的用于工农业生产及国防建设等各个部门。随着我国经济建设和科学研究事业的进一步发展，新用途的振动机械将会不断地涌现，并发挥越来越重要的作用。随着现代设计理论和计算机技术的迅速发展，为了保证这类机械的可靠性和有效运行，应用新的科学技术方法对振动机械进行全面系统的研究显得非常重要。 本文以惯性式振动机械为研究对象，基于虚拟样机技术对惯性振动机械的动力学做了下列研究： 对多种惯性振动机械进行了动力学分析，利用PRO/E软件建立了实体模型，并将其导入ADAMS软件中，通过仿真研究对振动机械的运动理论进行了验证，为新型振动机械的研发提供了理论依据。 提出了一种新型复频振动形式，并基于该复频振动原理，建立了两个不同的复频振动机械的虚拟样机模型，通过模拟仿真对这种复频振动的理论进行了验证。 建立了二电机激振系统的机电耦合数学模型，并创建了三相异步振动电机的Matlab/Simulink仿真模型和双轴自同步直线振动筛的虚拟样机模型，通过对电机及振动系统的仿真分析，对复杂的自同步现象进行了详细解释。 对物料运动理论进行了分析，并通过PRO/E及ADAMS软件进行建模仿真，分析了振动机械的运动对物料运动的影响，对振动机械的振动参数的选取具有重要意义。

关键词： Civil engineeringIntegral equationsMaterials--Mechanical propertiesMechanics  

摘要： The numerical analysis of spontaneously formed discontinuities such as cracks is a long-standing challenge in the engineering field. Approaches based on the mathematical framework of classical continuum mechanics fail to be directly applicable to describe discontinuities since the theory is formulated in partial differential equations, and a unique spatial derivative, however, does not exist on the singularities. Peridynamics is a reformulated theory of continuum mechanics. The partial differential equations that appear in the classical continuum mechanics are replaced with integral equations. A spatial range, which is called the horizon, is associated with material points, and the interaction between two material points within a horizon is formed in terms of the bond force. Since material points separated by a finite distance in the reference configuration can interact with each other, the peridynamic theory is categorized as a nonlocal method. The primary focus in this research is the development of the discretized bond-based peridynamics for solid mechanics. A connection between the classical elasticity and the discretized peridynamics is established in terms of peridynamic stress. Numerical micromoduli for one- and three-dimensional models are derived. The elastic responses of one- and three-dimensional peridynamic models are examined, and the boundary effect associated with the size of the horizon is discussed. A pairwise compensation scheme is introduced in this research for simulations of an elastic body of Poisson ratio not equal to 1/4. In order to enhance the computational efficiency, the research-purpose peridynamics code is implemented in an NVIDIA graphics processing unit for the highly parallel computation using a high-level implicit programming model. Numerical studies are conducted to investigate the responses of brittle and ductile material models. Stress-strain behaviors with different grid sizes and horizons are studied for a brittle material mode

关键词： 詹阳   中华人民共和国   工程机械行业   成就奖   终身  

摘要： 2012年11月7日,中国工程机械工业协会四届二次会员代表大会暨第十一届中国工程机械高层论坛召开。根据《关于设立中国工程机械行业终身成就奖的决定》,协会自三届会员代表大会起,至今已有三批共8人获得此荣誉。本次大会经过表决,贵州詹阳动力重工有限公司董事长、总裁方崇平先生获评"中国工程机械行业终身成就奖"荣誉。