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六自由度磁浮微动台电磁场建模与计算

清华大学学报（自然科学版） 2010年第12期50卷 1978-1982页

作者：李广张鸣朱煜段广洪 Masayoshi Tomizuka 清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室中国北京100084 加州大学伯克利分校机械工程系美国伯克利94720

为了提高光刻机工件台中微动台的运动精度和加速度,设计了一种将支承和驱动在同一电磁单元中实现的新型Lorentz电机驱动、磁悬浮支承、并联、6自由度微动台结构,应用解析方法建立了微动台磁场模型和特定结构约束下的磁场分布。对微动台... 详细信息

为了提高光刻机工件台中微动台的运动精度和加速度,设计了一种将支承和驱动在同一电磁单元中实现的新型Lorentz电机驱动、磁悬浮支承、并联、6自由度微动台结构,应用解析方法建立了微动台磁场模型和特定结构约束下的磁场分布。对微动台电磁力-位移特性进行了分析。采用数值方法计算了微动台电磁单元绕组损耗引起的温升。结果表明:该微动台具有驱动力大、结构简单、散热方便等优点,可为我国自主产权光刻机微动台设计提供参考。

关键词：微动台电磁场计算温升光刻机

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基于蚁群算法的产品拆卸序列规划研究

计算机集成制造系统 2006年第9期12卷 1431-1437页

作者：王辉向东段广洪清华大学精密仪器与机械学系北京100084

为了能以较高的效率求解出产品拆卸序列的方案,首先阐述了拆卸可行性信息图的概念,将产品的拆卸序列规划问题转述成对该加权有向图中具备最优值的路径搜索和寻优问题。提出了一种蚁群优化算法,并结合对产品元件的拆卸路径求解工具,以实... 详细信息

为了能以较高的效率求解出产品拆卸序列的方案,首先阐述了拆卸可行性信息图的概念,将产品的拆卸序列规划问题转述成对该加权有向图中具备最优值的路径搜索和寻优问题。提出了一种蚁群优化算法,并结合对产品元件的拆卸路径求解工具,以实现对产品拆卸可行性信息图的构建和对拆卸方案的搜索和寻优。蚂蚁的一条遍历路径代表了一个描述产品元件拆卸的方案;蚂蚁已经遍历过的路径上代表可行操作的节点数决定了其留下的信息素。启发式信息的求解分为两个部分,包括了确定启发式向量和求出启发式信息值,它们分别表征了方案的可行性及其优异程度。最后,通过一个实例,验证了这一方法的可行性及其计算效率。

关键词：拆卸序列规划蚁群优化算法拆卸可行性信息图

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基于灵敏度分析的机床轻量化设计

清华大学学报（自然科学版） 2011年第6期51卷 846-850页

作者：郭垒张辉叶佩青段广洪清华大学精密仪器与机械学系北京100084

对机床结构做轻量化设计,可以在保证刚度的基础上,减少制造成本。该文利用SolidWorks软件和ANSYS软件对一台机床(高速卧式加工中心)的结构件做分析测量,得到了各个结构尺寸变化时,质量变化对刚度变化影响的灵敏度。以灵敏尺寸作为优化... 详细信息

对机床结构做轻量化设计,可以在保证刚度的基础上,减少制造成本。该文利用SolidWorks软件和ANSYS软件对一台机床(高速卧式加工中心)的结构件做分析测量,得到了各个结构尺寸变化时,质量变化对刚度变化影响的灵敏度。以灵敏尺寸作为优化参数、结构件质量作为优化目标、刚度和铸造工艺条件作为约束条件对该机床做了轻量化设计。利用计算机仿真轻量化过程,在保证刚度不降低的前提下,结构质量可降低312kg(6.9%)。结果表明:灵敏度分析是对结构做轻量化设计的有效途径。

关键词：机床结构卧式加工中心灵敏度分析轻量化

基于FEMLAB的气浮轴承静态性能求解方法

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润滑与密封 2006年第2期31卷 63-65页

作者：张鸣朱煜段广洪清华大学北京100084

研究了利用商用有限元软件FEMLAB进行气浮轴承静态性能分析的方法。该方法基于雷诺方程求解,既避免了其它商用流体软件进行气浮轴承性能分析时的低效率问题,又避免了手工编程计算中存在的编程困难、对轴承形式适应性差的问题;而相对于... 详细信息

研究了利用商用有限元软件FEMLAB进行气浮轴承静态性能分析的方法。该方法基于雷诺方程求解,既避免了其它商用流体软件进行气浮轴承性能分析时的低效率问题,又避免了手工编程计算中存在的编程困难、对轴承形式适应性差的问题;而相对于工程中常用的经验公式解析算法,该方法的计算精度很高。因此该方法在科研和工程领域都有很高的应用价值。

关键词：气浮轴承有限元法 FEMLAB 雷诺公式

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汽车偏置正面碰撞的数值仿真及结构改进

中国公路学报 2009年第5期22卷 118-121页

作者：江建陈宗渝段广洪向东清华大学精密仪器与机械学系北京100084 重庆特克汽车设计有限公司重庆401120

以某类型汽车为研究对象,建立了正面40%偏置碰撞的有限元模型,基于欧洲正面碰撞法规ECE R94.01《关于车辆正面碰撞乘员保护认证的统一规定》,应用PAM-CRASH有限元软件进行仿真;通过对仿真结果的分析并针对原车耐撞性能的不足,在车架纵... 详细信息

以某类型汽车为研究对象,建立了正面40%偏置碰撞的有限元模型,基于欧洲正面碰撞法规ECE R94.01《关于车辆正面碰撞乘员保护认证的统一规定》,应用PAM-CRASH有限元软件进行仿真;通过对仿真结果的分析并针对原车耐撞性能的不足,在车架纵梁前部设计导引槽式吸能结构,以改进前纵梁吸能变形模式;增加A柱加强件及乘员舱区域车架纵梁的宽度和高度,以提高车架纵向刚度和乘员舱的强度。结果表明:以上改进使整车耐撞性能得到了显著改善;改进后乘员舱变形量明显减小,车架第4横梁的加速度峰值降低了7g。

关键词：汽车工程偏置正面碰撞有限元法结构耐撞性数值仿真

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新型并联机床作业空间与奇异性分析

中国机械工程 2002年第10期13卷 817-819页

作者：唐晓强汪劲松段广洪朱煜清华大学精密仪器与机械学系制造工程研究所北京市100084

提出一种新型的平面三自由度并联机床 ,分析了该机床的两类构型奇异问题。在定义出机床位置空间的基础上 ,借助奇异性分析 ,提出兼顾运动平台实现位置能力和姿态能力的位姿空间描述方法 ,为此类机床的尺度设计、路径规划和控制提供了依据。

关键词：并联机床作业空间奇异性构型

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兼顾速度特性的三自由度混联机床尺度设计

清华大学学报（自然科学版） 2003年第5期43卷 613-616页

作者：唐晓强汪劲松段广洪张华清华大学精密仪器与机械学系北京100084

以设计高速混联机床为目的,研究了一种两自由度并联机构的设计方法。建立了机构的运动学正逆封闭解方程、作业空间解析解和速度传递方程。根据机床的特点,定义出速度输出率和全域速度输出率指标,明确了机构输入和输出速度与设计参数之... 详细信息

以设计高速混联机床为目的,研究了一种两自由度并联机构的设计方法。建立了机构的运动学正逆封闭解方程、作业空间解析解和速度传递方程。根据机床的特点,定义出速度输出率和全域速度输出率指标,明确了机构输入和输出速度与设计参数之间的关系。提出一种兼顾速度和作业空间要求的并联机床尺度设计方法,并进行了具体的设计计算,结果证明该方法可行。基于此并联机构,给出了一台高速三轴混联机床的概念设计。

关键词：速度三自由度混联机床尺度设计正逆封闭解方程作业空间速度传递方程

基于最少拍无波纹的零相位误差跟踪控制在精密直线位移装置中的应用

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机械工程学报 2007年第5期43卷 111-115页

作者：颜菡王先逵段广洪清华大学精密仪器与机械学系北京100084

为使精密直线位移装置控制系统的输出响应能够准确而且快速地跟踪输入指令,同时消除由直接驱动带来的负载扰动、切削力波动等因素对系统性能造成的不利影响,针对用于非圆截面零件数控车削的精密直线位移系统,提出一种基于最少拍无波纹... 详细信息

为使精密直线位移装置控制系统的输出响应能够准确而且快速地跟踪输入指令,同时消除由直接驱动带来的负载扰动、切削力波动等因素对系统性能造成的不利影响,针对用于非圆截面零件数控车削的精密直线位移系统,提出一种基于最少拍无波纹控制的零相位误差跟踪控制(Zero phase error tracking control,ZPETC)方案。该方案既能消除不稳定零点导致的系统相位误差,又能提高系统的响应速度。仿真结果表明,基于最少拍无波纹控制的ZPETC方法,有效地改善系统的跟踪性能。系统对于正弦信号的稳态跟踪误差可以达到±0.5μm,其阶跃响应准确且速度快。与一般精密直线位移装置的控制方法相比,此方法能提高系统的跟踪精度,同时具有良好的抗干扰能力,具有广泛的应用前景。

关键词：精密直线位移装置最少拍无波纹控制零相位误差跟踪控制前馈控制

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大射电望远镜馈源精调试验平台的运动学研究

机械科学与技术 2003年第2期22卷 180-182页

作者：王启明张辉段广洪汪劲松中国科学院国家天文台北京100012 清华大学精密仪器与机械学系北京100084

设计了一种包含两级 Stewart平台构型的大型球面射电望远镜馈源精调试验平台 ,该平台具有位姿实时测量和跟踪定位功能。文中详细讨论了试验平台运动学正逆解的求解方法 ,并按照几何约束条件验证了它的工作空间 ,这些工作可为大射电望远... 详细信息

设计了一种包含两级 Stewart平台构型的大型球面射电望远镜馈源精调试验平台 ,该平台具有位姿实时测量和跟踪定位功能。文中详细讨论了试验平台运动学正逆解的求解方法 ,并按照几何约束条件验证了它的工作空间 ,这些工作可为大射电望远镜馈源支撑系统的结构优化设计提供有益的依据。

关键词： Stewart平台大射电望远镜运动学正逆解工作空间