ISBN: (纸本)9787512100893

关键词： 柔性机械臂   振动抑制   动力学建模   组合结构   有限元   仿真  

摘要： 为了抑制柔性机械臂的振动,论文提出将柔性机械臂做成组合结构型式,利用接触面阻尼效应抑制柔性机械臂的振动。论文以叠层结构型式的单根组合柔性机械臂为对象,通过试验、理论分析、有限元仿真等手段,研究组合柔性机械臂的静、动力学特性,振动抑制能力,结构参数对其静、动力学特性及抑振能力的影响、动力学建模、动力学模型参数识别以及运动微分方程的求解。为组合柔性机械臂振动抑制研究,减振设计与运动控制提供了理论依据和有效方法。论文的主要内容如下： 通过静力弯曲试验了解组合柔性悬臂梁力-变形特性和能量耗散特点,并根据接触面作用机理作出了解释。在对试验结果分析、综合的基础上,将组合柔性臂力-变形曲线简化为—双折线模型,并用第一刚度k1、第二刚度k2、转折点变形量yB三个特性参数描述其力学特征。给出了三种工况下组合柔性臂变形时的能量耗散率w计算式。讨论了能量耗散率最大时组合柔性臂的变形状态,并做了试验验证。 通过大量试验,研究了夹紧力、叠层刚度、叠层层数、叠层材质等结构参数对组合柔性臂力-变形特性及能量耗散率的影响,从而提出了增加能量耗散率、减轻叠层质量的措施。这些研究结果为组合柔性机械臂的结构设计提供了理论依据。 建立了组合柔性臂质量系统的三种动力学模型。根据Bernoulli-Euler梁理论,分析并建立主梁与叠层之间的变形关系,力作用关系,用Newton-Euler法推导出了组合柔性臂连续系统运动偏微分方程组。采用等效原理,将组合柔性臂组合层之间的相互作用等效为双线性滞迟模型,引入形函数表示组合柔性臂的变形,根据Hamilton原理建立组合柔性臂质量系统的集中参数模型。用接触单元模拟组合层之间的相互作用,考虑大变形对组合柔性臂刚度的影响,建立组合柔性臂质量系统的有限元模型。 通过组合柔性悬臂梁质量系统的自由振动试验和激振试验,证明了组合柔性臂对振动具有优良的抑制效果。根据响应特点,将组合柔性臂质量系统的自由振动分为变频快速衰减振动和微幅振动两个阶段。分析了两个阶段振动衰减的原因,制定了衡量振动衰减的指标。 通过大量试验,研究了夹紧力、接触面摩擦系数、叠层刚度、叠层层数、叠层材质、系统质量配置等结构参数对组合柔性臂质量系统抑振性能的影响。为组合柔性机械臂的减振性设计、研究提供了理论依据。 应用有限元模型对组合柔性臂进行静、动力学试验数值仿真。仿真结果与试验结果一致性好,能准确反映组合柔性臂动、静力学特性,为组合柔性机械臂的减振性设计、研究提供了有效方法。 用有限元仿真试验,取代实物试验,对组合柔性臂质量系统进行动力学模型参数的识别。用四次多项式逼近组合柔性臂变形的形函数,并根据组合柔性臂有限元仿真试验数据确定了组合梁的形函数。通过动态恢复力滞迟回线分解和最小二乘法确定了组合柔性臂质量系统集中参数动力学模型参数。 研究了振幅与振动频率对动力学模型参数的影响。研究结果表明,组合柔性臂质量系统动力学模型参数基本稳定,为组合柔性臂质量系统动力学模型的应用提供了理论依据。 用S函数编制了动态恢复力和三次非线性弹性力Simulink计算模块。用Simulink仿真求解了组合柔性机械臂集中参数动力学非线性运动微分方程,并用试验验证了求解结果的准确性。结果表明,本文采用的组合柔性臂质量系统集中参数动力学模型参数识别方法和动力学运动微分方程求解方法准确可行,为组合柔性臂质量系统的建模与求解提供了有效方法。

关键词： glass transition   activated hopping   segmental relaxation   viscoelasticity   aging  

摘要： We review recent progress in developing statistical mechanical theories for the slow activated segmental dynamics and mechanical response of deeply supercooled polymer melts and glasses. The focus is polymer-based predictive approaches and uniquely macromolecular aspects. We summarize the central concepts that underlie two prominent polymer theories in the molten state and critically discuss their key predictions and confrontation with experiment. The influence of anisotropic conformation and interchain packing on the emergence of activated glassy dynamics in oriented polymer liquid crystals and deformed rubber networks is discussed. In quenched nonequilibrium glass, the temperature dependence of segmental relaxation qualitatively changes, and physical aging commences. A very recent theory for the dramatic effects of external stress on polymer glasses is summarized, including acceleration of relaxation, yielding, plastic flow, and strain hardening. The review concludes with a discussion of some outstanding theoretical challenges.

关键词： 核磁共振   机械瓣   主动脉瓣置换术   血流动力学  

摘要： 目的：探讨MRI在评价主动脉瓣机械瓣膜置换术后的血流动力学改变方面的初步应用。　　 材料与方法：40例主动脉瓣置换术后患者,男29例,女11例。年龄最小11岁,最大78岁,平均49.2±16.83岁。23例为On-X瓣,17例为***瓣。40例均行经胸部超声心动检查及1.5T MRI lash-throught plane序列检查,测量射血分数及过瓣最大血流速度。对MRI数据利用清华大学根据数学模型推导出的血液动力学公式计算最大跨瓣压差,切应力。对射血分数,过瓣最大流速,跨瓣压差采用配对t检验的统计学方法。　　 结果：40例患者超声心动测得的左室射血分数EF值,过瓣最大血流速度与1.5TMRI所测的的结果均无明显差异(P>0.05)。超声心动计算出的最大跨瓣压差与根据1.5T MRI血流结果计算出的最大跨瓣压差无明显差异(P>0.05)。在机械瓣的瓣上,瓣下及瓣水平不同平面计算出的切应力大小不同。　　 结论：MRI可以用来对主动脉瓣置换术后机械瓣的相关血流动力学进行初步的评价,能够成为超声有益的补充。

关键词： basal calcium level   desmin   gravitational unloading   nifedipine   soleus muscle   transversal stiffness  

摘要： It has been shown that the modulation of the mechanical properties of sarcolemma mediated by nifedipine may be related to the dynamics of accumulation of calcium ions under short-term rat hindlimb suspension. The basal calcium level was measured with a fluorescent probe Fluo-4AM, the transverse stiffness of different parts of the contractile apparatus and sarcolemma was estimated by atomic force microscopy, and the content of desmin was determined by gel electrophoresis with immunoblotting. It has been found that nifedipine has a protective effect on muscle fibers under hypogravity by decreasing the degradation of desmin and proteins that determine the transverse stiffness of sarcolemma and the contractile apparatus, and the intensity of the increase in the basal calcium level. It was shown that selective blocking of L-channels leads to an increase in the basal calcium level in intact soleus fibers. At the same time, the transverse stiffness of sarcolemma and the contractile apparatus increases. The mechanism of this increase is still unclear, but it is thought to mediate the protective action of nifedipine. © 2010 Pleiades Publishing, Ltd.

关键词： reaction dynamics   reactive scattering   crossed molecular beams   photodissociation dynamics   chemical kinetics  

摘要： The contribution of the first excited 1(1)A '' state potential energy surface (PES) to the reactivity of the C(D-1)+H-2 system has been examined by comparing the simulations obtained with the theoretical state-to-state differential cross sections (DCSs) with experimental data from cross molecular beam experiments. The calculations were carried out using the quantum scattering and quasiclassical trajectory calculations on the ground and first excited PESs, and the DCSs were convoluted with the various apparatus functions in order to simulate the experimental laboratory angular distributions and time-of-flight distributions. It was expected that the participation of the excited PES could solve the relatively minor discrepancies resulting from the comparison between the experimental data and the simulations using the DCSs obtained on the ground state PES. Nevertheless, the addition of the contribution of the excited 1(1)A '' PES worsens the agreement with the experimental results.

关键词： 临界转速   混合模型   传递矩阵法   通用软件  

摘要： 随着电力、航空、机械、石化等工业的飞速发展,各种旋转机械的功率也越来越大、转速越来越高,工作转速甚至达到了三、四阶临界转速以上,这对转子动力学的研究和分析提出了更高的要求。因此,在工程实践中如何根据实际的转子结构特点,更为合理的分析转子模型、精确的求解临界转速,使旋转机械能够提高效率、保证安全、减少故障和延长寿命,具有重要意义。 本文针对旋转机械的特点,在对现有的集总参数和分布质量数学模型分析研究的基础上,结合转子动力学数学模型建立的相关原则,对转子-轴承系统进行了合理简化,建立了多支承、多圆盘转子-轴承系统的更符合实际、计算速度更快的混合模型,这种混合模型综合考虑了陀螺力矩、支承弹性、附加臂长等影响临界转速的因素,并采用改进Riccati传递矩阵法对混合模型转子-轴承系统临界转速进行计算。 在理论研究的基础上,进行了需求分析,设计了科学合理的算法,基于VB平台,编制了界面友好、操作简单、拓展性强的通用的转子-轴承系统临界转速计算程序。程序采用模块化设计,使功能模块既独立又相互联系,方便后续升级和衔接,并用有理论解和试验解的算例对程序的正确性和可靠性进行验证。 结果表明,用混合模型对转子-轴承系统进行简化,并结合改进的Riccati传递矩阵法对临界转速进行计算,提高了计算结果的精度;编制的通用转子计算软件结果精确,完全能够满足工程应用,对机器的整体设计和安全可靠性分析有重要的参考价值。

关键词： 柔性臂   动力学建模   动轴   质量矩阵   数值方法  

摘要： 航天技术和机器人技术的发展,使空间柔性机械臂得到了更多的关注。空间柔性机械臂在操作速度、工作效率、能耗等方面有较大的优点。但由于它结构的特殊性,机械臂在运动中会发生变形和振动,这给空间柔性机械臂的定位和跟踪控制带来了很多问题。 本文以双柔性梁组成的机械臂为研究对象,首次建立了转轴方向余弦变化的较复杂系统动力学模型,并完成了它的仿真计算,得出其动力学响应。为空间柔性机械臂作进一步的动态优化设计和运动控制等研究打下了基础。首先,本论文以多柔体系统动力学理论为基础,给出点绕动轴转动的坐标变换矩阵,推导出点绕动轴转动的系统质量矩阵。其次,根据推导出的系统质量矩阵,建立双梁柔性机械臂的动力学控制方程。同时,采用新的数值算法求解上述动力学控制方程,编写计算程序,完成其动力学仿真。最后,分析其动力学仿真结果,表明文中理论及算法正确。

关键词： 旋转机械   故障诊断   隐马尔可夫模型   支持向量机   混合模型   核动力系统  

摘要： 核动力系统是一个非常复杂的系统,一旦发生问题,就可能产生严重的后果。核动力设备的故障诊断直接关系到装置的安全性和可靠性。本文将隐马尔可夫模型和支持向量机引入到核动力设备的故障诊断中,丰富了诊断的方法和手段,并在仿真实验中取得了良好的效果。 本文对故障信号在幅域、频域、时频域的特征提取技术以及特征选择的具体算法进行了研究,通过对HMM和SVM的基本理论和算法的研究,提出了将HMM的一种改进算法CGHMM应用于混合模型,最终建立了一种新的HMM/SVM混合模型。 本文的主要内容如下: 1、详细介绍了核动力系统故障诊断的研究现状和背景,并分析了基于HMM/SVM混合模型应用于核动力旋转机械设备故障诊断的可行性。 2、分别从振动信号的幅域、频域、时频域对核动力旋转机械设备特征提取的方法进行了研究,重点研究了基于小波分析与小波包能量距的特征提取方法。 3、总结了核动力旋转机械设备常见故障及故障特征,研究了特征提取后特征选择的问题和具体算法。 4、对HMM和SVM的基本原理和算法做了介绍与研究,并提出了一种新的HMM/SVM混合模型。 5、设计了仿真实验方案,对基于HMM/SVM混合模型的诊断方法进行了实验验证。 本文以国家高技术研究发展计划“863”计划项目(项目编号:2008AA04Z407):“基于隐马尔可夫—支持向量机的核电装备状态监测与故障诊断技术研究”为基础,是对核动力设备的故障诊断方法有益的扩展和补充。