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液压四足机器人平台

题目：基于力反馈的液压足式机器人主/被动柔顺性控制

作者：柯贤锋  王军政  何玉东  汪首坤  赵江波

单位：北京理工大学

摘要：在足式机器人运动过程中，柔顺性控制能有效减少足端触地冲击力，提高环境适应能力。被动弹簧常被用来实现机器人与环境柔性接触，但不能有效吸收剩余冲击能量。主动柔顺能够根据环境不同而调整末端刚度与阻尼，却由于冲击力作用时间很短，对执行器的响应速度有较高的要求。试验发现将主动柔顺控制与被动柔顺相结合，可弥补上述不足，并实现机器人柔顺性触地。在单液压执行器系统中验证了这种方法的有效性，将此控制策略应用在四足机器人单腿系统，得到了同样的效果。通过分析单自由度执行器系统，总结所提柔顺性控制器参数设计原则，进而为四足机器人整体柔顺性设计提供依据。

关键词：液压足式机器人；冲击力；被动柔顺；主动柔顺

有限元仿真分析结果

题目：高重合度内啮合复合摆线齿轮传动设计与分析

作者：贵新成  詹隽青  叶  鹏  李红勋

单位：军事交通学院

摘要：重合度是衡量齿轮传动性能的重要指标，较高的重合度对于提高齿轮的承载能力和传动的平稳性具有重要意义。考虑到摆线齿形的优越性，提出一种具有高重合度的新型内啮合复合摆线齿轮副；根据内、外摆线无包心形成法与包心形成法之间的等效关系，阐明内、外齿轮齿顶与齿根之间的齿廓配合关系，给出使重合度最大化的圆弧啮合线位置及其数学描述；结合坐标变换和齿轮啮合原理，建立共轭齿廓的数学方程，并由已知的啮合线推出适用于任意齿廓形状的齿轮端面重合度的统一计算式，推算上述内啮合摆线齿轮副的最大重合度，分析影响重合度的相关因素，指出提高重合度的可能途径。据此，运用Solidworks软件实现了高重合度内啮合摆线齿轮副的参数化建模，结合具体实例与标准渐开线内齿轮副进行比较研究，并就同时参与啮合轮齿的对数情况进行有限元仿真分析和光弹试验测试。结果表明，所设计的内啮合摆线齿轮副具有很大的重合度，可以到达十几甚至更大，且仿真及实测结果与理论分析吻合，验证了该齿轮传动理论的正确性。

关键词：复合摆线齿轮；圆弧啮合线；高重合度；内啮合传动

消声器截面速度等值线分布

题目：基于计算流体力学计算结果的穿孔管消声器声学性能研究

作者：郭立新  范  威

单位：东北大学

摘要：为了准确研究温度与气体流动对某轿车穿孔管消声器声学性能的影响，建立消声器的结构模型与内部流体域模型，并分别划分流体域的计算流体力学(Computational fluiddynamics, CFD)网格与声学有限元网格。利用Fluent软件对消声器内部的温度场与气流速度场进行仿真计算。通过网格映射的方法，将CFD网格上温度、气流速度等数据转移到声学网格中，以CFD计算结果作为声场分析的边界条件，应用声学软件LMS Virtual.LabAcoustics对消声器内部声场进行数值模拟，得到传递损失曲线。研究结果表明，介质温度升高使传递损失曲线向高频方向移动；存在气体流动时传递损失曲线向低频方向移动，传递损失也有所增加，尤其是在20～200 Hz的低频段内变化较为明显，但总体来看变化幅度不大。

关键词：穿孔管消声器；CFD计算结果；网格映射；传递损失；声学性能

题目：大型精密装备快速运输车减振装置

作者：赵静一  康绍鹏  范亮贞

单位：燕山大学

摘要：为实现大型精密装备的长途快速运输，保证运输过程中装备的安全性，在运输车鹅颈部分设计一套减振缓冲装置，可以在行车方向和垂直方向上有效减少装备的振动；在运输车中车架和后车架部分的连接处设计一种限高定位减振装置，不仅能够保证运输过程中车架的离地高度，而且能够有效地降低中车架部分的振动；运输车的后车架部分采用空气悬挂结构，该机构在行车方向和垂直方向上均有很好的减振缓冲性能。建立整个运输车的力学模型和数学模型，在不同工况下进行振动仿真分析和试验研究，证明了减振缓冲装置的可行性和实用性，能够有效地保障大型精密装备在运输过程中的安全性，对运输车减振缓冲性能的研究具有指导作用和经济实用价值。

关键词：大型精密装备；运输车；减振装置；空气悬挂

单股钢丝绳有限元模型

题目：钢丝绳弹塑性损伤本构模型研究

作者：任志乾  于宗乐  陈  循

单位：国防科技大学

摘要：通过分析钢丝绳的结构与材料特点以及主要失效形式，将材料损伤力学理论引入到钢丝绳失效模型，结合材料损伤理论，建立了含损伤的钢丝绳弹塑性损伤本构模型，推导了钢丝绳受到拉伸载荷作用时的损伤变量演化方程，编写了含损伤与不含损伤的钢丝绳弹塑性损伤有限元仿真分析程序，计算得到了钢丝绳在受到拉应力作用下的损伤演化历史，对比计算了不含损伤与含有损伤的两种本构模型的仿真计算结果，为进一步开展基于损伤力学的钢丝绳寿命与可靠性研究提供了基础。

关键词：单股钢丝绳；冲击载荷；弹塑性分析

铣削瞬时位置

题目：基于球头铣削方式的淬硬钢最小切削厚度确定

作者：刘献礼  马  晶  岳彩旭  万  泉

单位：哈尔滨理工大学

摘要：汽车覆盖件模具精加工中，精加工余量较小，较小的精加工余量与刀具刃口钝圆半径处于相同数量级，为了实现汽车覆盖件模具的高品质加工，刀具刃口钝圆半径的影响应当引起重视。刀具刃口钝圆半径存在，使得塑性材料加工中存在最小切削厚度，当实际切削厚度小于模具材料最小切削厚度时，刀具与工件之间将出现滑擦，导致汽车覆盖件模具的加工精度和表面质量难以保证。提出一种确定最小切削厚度的新方法，该方法基于球头铣削方式，并验证所提出方法的有效性；以汽车覆盖件模具常用材料淬硬钢AISI D2为研究对象，采用所提出的最小切削厚度确定方法，确定不同硬度淬硬钢AISI D2材料的最小切削厚度值，研究速度效应对淬硬钢AISI D2材料最小切削厚度的影响规律，研究结果表明：在所选切削参数范围内，温度效应对淬硬钢AISI D2材料成屑的影响大于应变率效应的影响，此时随着切削速度的增加，最小切削厚度值增大。

关键词：最小切削厚度；模具加工；淬硬钢；刀具刃口；速度效应

平动方式磁流变平整加工所获表面粗糙度

题目：磁流变平整加工中平动对平整度的影响

作者：王永强  尹韶辉  李叶鹏  胡  天  陈逢军

单位：湖南大学  长沙纳美特超精密制造技术有限公司

摘要：为改善平整度，提出在磁流变平整加工中加入平动。建立工件在磁流变硬化研抛工具上的运动轨迹方程，以该轨迹方程为基础建立了材料去除量的数学模型，对材料去除量分布作了仿真分析，探讨了轨迹规划、平动行程及平动速率等加工参数对平整度的影响；并进行了研抛试验。结果表明：工件沿磁轭的宽度方向单向平动，对平整度的改善最为显著，且平整度随平动行程增加而大幅降低，而平动速率对平整度的影响较弱。利用平动方式的磁流变平整加工方法研抛K9光学玻璃可获得微米级面形精度的超光滑平面。

关键词：磁流变平整加工；平动；平整度