关键词： 电子表格   刚体柔体耦合   有限元   多体动力学   模态分析  

摘要： 刚度和模态参数是机械臂的重要性能参数，是实现机械臂控制、伺服驱动的重要参考依据。本文提出基于多体动力学和电子表格建模的机械臂模态分析方法。首先基于机械臂的三维模型和预设的电子表格，快速建立机械臂总成模型；接着基于机械臂总成模型生成机械臂的刚体柔体耦合模型，并对机械臂的刚体柔体耦合模型进行运动分析得到不同姿态的模态参数。本文提供了一种快速评估机械臂模态参数的方法，可为机械臂结构优化设计提供数据支持。

关键词： 莱布尼茨   牛顿   机械论   重力   冲力  

摘要： 牛顿主义奠定了当今的世界图景，从而建立了机械论的运动学说及运动定律，也构造了对重力和引力的基本解释。牛顿对此有诸多论述，但始终无法清楚地揭示这一新世界图景的形而上学基础，并且无法妥当地解释超距作用，也无法解决机械论的动力困境。虽然莱布尼茨并不是一个严格的机械论者，而且构造了一门独立于机械论运动学的动力学，但他对重力、引力和冲力等机械论的核心概念做出了清楚的解释，这不仅有助于理解牛顿主义的运动学说，而且为机械论所面临的动力困境提供了一个独特的解决方案。

关键词： 焊接   机械臂   结构设计   动力学  

摘要： 文章根据焊接行业对自动化的需求，对焊接机械臂结构进行设计，选择合适的驱动方式、转动方案，提出焊接机械臂结构方案。采用动力学仿真分析方法，对机械臂在空间曲线运动工况下的动态特性进行研究优化。结果表明，设计的机械臂在运动精度和负载能力方面均达到预期效果，能够有效提升焊接作业效率。

关键词： SCARA机械手   动力学建模   Udwadia-Kalaba方程   误差消除  

摘要： 创建简洁、准确的动力学方程是多体系统实现高品质运动控制的重要前提。多体系统的零阶、一阶广义变量偏离约束流形是求解动力学方程产生误差的重要原因，基于Udwadia-Kalaba方程建立的选择顺应性装配机器手(SCARA)的动力学方程也不例外。将求解出的零阶、一阶广义变量的偏移量转化为系统的约束力矩，给出修正的Udwadia-Kalaba方程，并将其与融入约束方程一阶导数的改进Udwadia-Kalaba方程和经典Baumgarte稳定性方法做对比分析，数值仿真结果表明：修正Udwadia-Kalaba方程对误差的抑制效果明显优于改进Udwadia-Kalaba方程，与经典Baumgarte稳定性方法几乎相当。但其无需额外参数介入的特点优于Baumgarte方法通过试错选择参数。

关键词： 棉纤维   分子动力学   机械损伤   力学性能   微观结构  

摘要： 天然纤维是地球上最丰富的自然资源和聚合物来源,棉花作为主要的天然纤维原料,广泛应用于各个生产领域,是全球国际贸易中的重要大宗商品。棉花纤维在成为最终产品之前,需要经过一系列加工工序,包括机械化采收、纺纱、织造、整理和成型等。在这些过程中,棉纤维不可避免地与机械部件表面发生接触,导致纤维受到机械损伤。经过多次加工,棉纤维不仅会出现肉眼可见的断裂等宏观损伤,还可能出现微观层面的表面撕裂、初生层损伤、内部基原纤结构损伤,甚至在原子层面出现共价键的破坏与官能团的断裂,影响棉纤维的力学性能和使用性能。本研究针对棉纤维在加工过程中的机械损伤问题,提出了一种多尺度组合研究方法,结合实验与分子动力学模拟,深入探究了棉纤维在拉伸和摩擦过程中的微观损伤机理。 通过构建不同结晶度基原纤分子模型,进行多次不同程度的拉伸损伤模拟,模拟棉纤维在多道精梳工艺中的受损形式,详细分析了纤维素在不同应变率及拉伸次数下的应力、结晶度、键长键角分布以及键与氢键数量变化,揭示了拉伸过程中棉纤维的力学性能变化规律及其与微观结构损伤之间的联系。 （1）棉纤维在多道精梳工艺中性能的“先增后降”现象源于初期无定形区有序化主导与后期损伤累积效应的竞争机制。 （2）断裂强度和结晶度的变化主要受纤维素链的有序性、无定形区的变化以及破坏程度的影响。无损拉伸使结晶度提升,氢键密度增加,极限应力增加;有损拉伸导致极限应力下降;断裂拉伸使结晶度降低。 （3）拉伸过程中β-1,4-糖苷键键长从1.44（?）延伸至1.62（?）,键角从126°扩张至154°,断裂数量占比最高。C-O-C键角分布双峰化,C-C键断裂多发生在吡喃环应力集中区。 同时,对棉纤维进行摩擦实验,观察纤维表面损伤形貌,分析内部结构损伤和理化性质变化,研究了棉纤维表面微观摩擦性能。结合纤维素摩擦模拟,从原子尺度对摩擦机理进行探究。模拟分析了纤维素摩擦系数变化、表面形貌变化,统计了纤维素结晶度变化、链内及链间氢键破坏情况与纤维素主链与侧链官能团中共价键的破坏情况,并将其与实验检测结果进行对比分析。 （4）受损纤维表面存在孔洞、位错、缺陷和撕裂;红外光谱结果显示氢键数量下降、结晶度降低,纤维素结构受损。棉纤维表面棱脊状条纹导致其微观摩擦性能的各向异性,其纵向平均摩擦力低于横向。 （5）原子尺度下,纤维素（200）及（110）晶面摩擦系数纵向小于横向,受损后结晶度下降。摩擦过程中主链损伤大于侧链,主链C1-O4糖苷键和侧链羟甲基官能团中的C6-O6共价键受损最严重,与O6相关的氢键受损较大,O3H…O5链内氢键损伤较小。 这些研究成果为优化精梳工艺、改善棉纤维加工中的摩擦磨损问题提供了理论依据,对提升棉纤维加工质量和性能具有重要意义,也为纺织产业链的升级和新疆棉业战略安全提供了有力支持。

关键词： RBF神经网络   液压柔性机械臂   末端定位控制   高斯函数   势能因子  

摘要： 液压柔性机械臂受摩擦力、重力以及牵引力等多种动力势能影响,导致运动特征的变动关系复杂,定位控制误差较大。为此,提出一种基于RBF神经网络的末端定位控制方法。建立RBF神经网络架构,采用高斯函数作为输入层和模糊层的连接函数,以摩擦力、牵引力、重力等值作为导入因子,分析其动力学特性。以此为约束,设计非线性的定位控制补偿方法,通过多次迭代调整平衡阈值实现高质量的定位控制。实验结果证明,所提方法定位控制精准度较高,控制后的机械臂运动旋转角度以及垂直角度曲线变化与目标值基本一致,控制效果表现优异。

关键词： 开放实验   实验实训教学与管理   机械类   实验资源共享机制  

摘要： 为提高学生的实验实训能力,促进学生自主参与实验研究。本文以动力传动故障预测实验系统实践训练为例,提出开放实验模式,建立开放实验项目,探索实验资源共享机制,组织学生以灵活方式参与到实验项目中,引入更合理的评估与反馈机制,使学生能够更高效地使用实验设备和器材,提高设备利用率的同时取得更好的实验效果。在项目实施过程中,通过增强项目管理、改进教学方式等,使学生在自主学习中提高实训能力及研究能力。为改进机械类的实验实训教学提供一定的借鉴。

关键词： 行业优势   科学研究基地   本科毕业生   工匠精神   能源动力   双一流   待遇优厚   制造业  

摘要： 武汉大学动力与机械学院是我国能源动力、机械工业等领域重要的人才培养与科学研究基地,是国家“双一流”建设单位。学院办学特色鲜明,行业优势明显,毕业生供不应求、岗位起点高、待遇优厚且事业发展快。50%的本科毕业生选择继续深造。大浪淘沙,智者疾步。多年来,动力与机械学院始终坚持精益求精的“工匠精神”,以创建国内外知名特色一流学院为目标,以培养未来工程制造业引领者为己任,助力中国制造业奋力图强,逐梦远航。

关键词： 技能人才   国际化   产教融合   育人  

摘要： 依托中外合作办学项目,链接国内外校企资源,培养行业紧缺的船艇动力机械国际化技能人才。本文阐述技能人才培养路径的建构逻辑,分析国际产教融合育人模式的关键要素,介绍开展相关专业人才培养改革与实践的有效经验,为高质量推进中外合作办学项目提供思路借鉴。

关键词： 新时代   热能与动力机械   制造工艺学   思政建设   教学实践  

摘要： 理工科专业的课程思政教学是实现全员育人、全程育人、全方位育人的重要途径。热能与动力机械制造工艺学作为能源动力类专业的核心课程之一,在新时代背景下其思政建设显得尤为重要。该文围绕热能与动力机械制造工艺学课程,分析当前该课程教学中存在的问题;通过深入挖掘课程中的思政元素,将其有机融入教学内容和教学方法中,探讨课程思政存在问题的解决方案,并介绍该课程思政建设的实践成效。研究表明,深入挖掘专业课程的思政元素并将其融入教学,能够提升学生的思想道德素质、民族自豪感、社会责任感、历史使命感,同时也可促进学生对专业知识的学习。该文为新时代下能源动力类专业课程思政建设提供理论依据和实践指导。