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基于Kriging模型的滚动直线导轨副耐磨性优化设计

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航空动力学报 2024年第8期39卷 311-318页

作者：林道杰梁医朱燕芳欧屹冯虎田南京理工大学机械工程学院南京210094

为提升滚动直线导轨副耐磨性,结合导轨副摩擦磨损试验及理论分析,将最大碰撞力,最大接触应力,摩擦阻力作为导轨副耐磨性能的表征和优化目标。根据设计要求,确定滑块反力约束函数和结构参数约束范围。通过分析模型的参数灵敏度,选取初始... 详细信息

为提升滚动直线导轨副耐磨性,结合导轨副摩擦磨损试验及理论分析,将最大碰撞力,最大接触应力,摩擦阻力作为导轨副耐磨性能的表征和优化目标。根据设计要求,确定滑块反力约束函数和结构参数约束范围。通过分析模型的参数灵敏度,选取初始接触角,滑块滚道曲率比,滚珠直径和导轨高度增量作为设计变量;优化使用CCRD联合Kriging响应面构建代理模型;通过NSGA-Ⅱ算法,使结构在最大接触应力仅增加4.33%的情况下,摩擦阻力降低2.09%,最大碰撞力降低15.00%。设计变量中滚珠直径由5.56 mm降低至5.174 4 mm,初始接触角由45°降低至38.878°,两者变动最大。基于Spearman相关性分析,可知滚珠直径与滑块反力相关系数值为0.23,初始接触角与滑块反力系数值达到-0.82,两者在优化中相互平衡达到最优解。

关键词：滚动直线导轨副耐磨性优化设计 Kriging模型 NAGA-Ⅱ算法

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基于综合工艺偏差的滚珠丝杠副静刚度建模

组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 146-149页

作者：董明奎欧屹冯虎田庄皓然南京理工大学机械工程学院南京210094

为了建立准确的滚珠丝杠副轴向静刚度理论模型,分析刚度的影响因素和规律,基于综合工艺偏差对滚珠丝杠副全滚珠载荷分布的影响,建立了轴向静刚度模型,提出了一种在综合工艺偏差下符合滚珠丝杠副轴向静刚度的计算公式。以GZ3206T型滚珠... 详细信息

为了建立准确的滚珠丝杠副轴向静刚度理论模型,分析刚度的影响因素和规律,基于综合工艺偏差对滚珠丝杠副全滚珠载荷分布的影响,建立了轴向静刚度模型,提出了一种在综合工艺偏差下符合滚珠丝杠副轴向静刚度的计算公式。以GZ3206T型滚珠丝杠副为例,基于综合工艺偏差,通过Ansys Workbench 2022 R1有限元软件进行分析实验,然后通过轴向静刚度试验台进行对比实验验证,实验结果吻合度为87.85%~98.7%,验证了综合工艺偏差的滚珠丝杠副轴向静刚度模型的准确性,对分析和提高滚珠丝杠副传动精度设计和承载能力评估提供参考依据。

关键词：综合工艺偏差滚珠丝杠副载荷分布轴向静刚度

Study of Stiffness of Linear Guide Pairs by Experiment and FEA

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World Journal of Engineering and Technology 2016年第3期4卷 115-128页

作者： Azhar Shaukharova Yi Liang hutian feng Bin Xu Department of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and Technology Nanjing China

Linear guide pairs are the main part of the CNC machine tools. The dynamic behaviours are the main properties of the linear guide. These properties can mainly increase the service life of linear guide pairs. The main propose of this study is the comparison of stiffness of linear guide pairs by FEA and experiment. Measure the stiffness experimentally and, compare the results with FEA to prove the correctness of FEA model. For studying was chosen three linear guides: Chinese company-1, Chinese company-2 and abroad company. The results of this study are (1) Set up the finite element model of linear guides with different geometrical parameters. (2) Comparison of FEA and experiment results shows almost same results. (3) The FEA results show correctness of analysis. These studies are useful for establishing the stiffness on different structures of linear guides.

关键词： Linear Guide Pair Vibration Stiffness FEA

基于THK-SHS35V型号的滚动直线导轨副预紧力精确计算方法研究

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机械工程学报 2023年第3期59卷 208-217页

作者：周长光王晓艺冯虎田欧屹周华西南京理工大学机械工程学院南京210094 数控机床功能部件共性技术工业和信息化部重点实验室张家港215600

针对目前只能通过滚动体过盈量粗略判定滚动直线导轨副预压等级(轻、中、重)的现状,首先基于Hertz接触理论建立了载荷和预紧拖动力关系模型,然后创新性构建了一种载荷和预紧拖动力同步在线测量系统,测量了不同载荷、运动速度下THK-SHS35... 详细信息

针对目前只能通过滚动体过盈量粗略判定滚动直线导轨副预压等级(轻、中、重)的现状,首先基于Hertz接触理论建立了载荷和预紧拖动力关系模型,然后创新性构建了一种载荷和预紧拖动力同步在线测量系统,测量了不同载荷、运动速度下THK-SHS35V型号的滚动直线导轨副的动态摩擦因数,进而得到其Stribeck曲线。将摩擦因数与载荷-预紧拖动力关系模型相结合,最终建立了一种滚动直线导轨副预紧力精确计算模型。试验结果表明,所建立的预紧力计算模型能有效预测被测样件的预紧力,其最大相对误差为18.91%。提出利用Stribeck曲线得到动态摩擦因数经验公式建立预紧力计算模型的方法,可进一步扩展应用于其他型号的滚动直线导轨副。

关键词：滚动直线导轨副预紧力预紧拖动力 Stribeck曲线摩擦因数

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滚动直线导轨副摩擦系数试验研究

摩擦学学报 2022年第2期42卷 305-313页

作者：任士豪周长光叶坤奇冯虎田张一慎南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对目前缺少滚动直线导轨副摩擦系数试验研究的现状,首先基于动力学分析,推导了滚动直线导轨副预加载荷与摩擦系数的关系式;然后创新性设计了一种预加载荷调节装置,构建了一种预加载荷与预紧拖动力同步在线测量系统,实现了不同载荷和... 详细信息

针对目前缺少滚动直线导轨副摩擦系数试验研究的现状,首先基于动力学分析,推导了滚动直线导轨副预加载荷与摩擦系数的关系式;然后创新性设计了一种预加载荷调节装置,构建了一种预加载荷与预紧拖动力同步在线测量系统,实现了不同载荷和速度下滚动直线导轨副动态摩擦系数的精确测量.试验结果表明:速度一定时,摩擦系数随预加载荷增大而增大;预加载荷一定时,摩擦系数随速度增大先减小后增大;预加载荷越大,摩擦系数受速度影响程度越小.

关键词：滚动直线导轨副预加载荷摩擦系数预紧拖动力预加载荷可调装置

Research on Stairs-climbing Stability for a Caterpillar Track Mobile Robot and Its Evaluation Method

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Research on Stairs-climbing Stability for a Caterpillar Trac...

双螺母滚珠丝杠副进给系统轴向固有频率衰退预测方法研究

第四届国际机械工程与力学会议

作者： Weijun TAO hutian feng Lijia TAO School of Mechnichal Engineering NUST

In terms of the requirement of the performance index for climbing stairs, the stability during a caterpillar track robot’s stairs-climbing and its evaluation method is studied based on mechanics analysis. First, the mechanical structure of a caterpillar track robot is designed and its composition of the control system is given. Second, After obtaining the stability conditions for robot’s stairs climbing, we take a mechanics analysis on the robot’s backward tumbling during the stairs-climbing process and get an evaluation method of its stair-climbing stability. Through simulation and experiments it’s verified the correctness and effectiveness of the analysis results and its evaluation method of stairs-climbing stability, which can provide design and analysis foundations for the caterpillar track robots’ stairs-climbing.

关键词： Mobile robot Climbing the stairs Structure design Stability evaluation

来源： cnki会议评论

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机械工程学报 2022年第11期58卷 120-132页

作者：谢经伦周长光聂从辉冯虎田周华西南京理工大学机械工程学院南京210094

针对双螺母滚珠丝杠副进给系统在运行过程中出现的轴向固有频率衰退现象,首先基于分布式参数法与集总参数法构建了双螺母滚珠丝杠副进给系统的动力学方程;然后基于Archard磨损理论,建立了进给系统刚度的衰退模型;最后将动力学方程与刚... 详细信息

针对双螺母滚珠丝杠副进给系统在运行过程中出现的轴向固有频率衰退现象,首先基于分布式参数法与集总参数法构建了双螺母滚珠丝杠副进给系统的动力学方程;然后基于Archard磨损理论,建立了进给系统刚度的衰退模型;最后将动力学方程与刚度衰退模型结合,提出了一种双螺母滚珠丝杠副进给系统轴向固有频率衰退预测模型。通过自主搭建的滚珠丝杠副进给试验台,测得了不同运行转数对应的进给系统频响曲线。试验结果表明:在运行148.5万转后,进给系统的轴向固有频率从148 Hz下降至143.2 Hz。轴向固有频率理论值与试验值的误差在1 Hz以内,证明了所提出的滚珠丝杠副进给系统轴向固有频率衰退预测方法的准确性。

关键词：双螺母滚珠丝杠副进给系统动力学方程 Archard磨损理论轴向固有频率

Survey for Real-time Error Prediction and Compensation Technology for Thread Grinder

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Survey for Real-time Error Prediction and Compensation Techn...

A novel method for AFRPs burrs removal:Principle of mechanochemo-induced fiber fracture

2007国际机械工程与力学会议

作者： hutian feng Yi OU Wenbin NI School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and Technology

This paper thread grinder sophisticated technology of real-time thread grinder forecasting error and compensation technology, establishes the error compensation system, and analyzes the different compensation method. With the project, This paper discusses the AC servo motor control of the thread grinder grinding online automatic compensation system, and discusses the feedforward compensation control methods, time series analysis, control method, neural network control three compensation algorithm.

关键词： Thread Grinder Error Compensation Precision Machining Error compensation algorithm

来源： cnki会议评论

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Chinese Journal of Aeronautics 2024年第7期37卷 522-538页

作者： Jie XU Bo LI Pingfa feng Qiang WANG feng feng Division of Advanced Manufacturing Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China Department of Mechanical Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Changhe Aircraft Industry(Group)Co.Ltd Jingdezhen 333000China

Burrs generated during the machining of Aramid-Fiber-Reinforced Composites(AFRPs)pose a challenge for the production efficiency of aircraft and helicopter housing *** studies have generally attempted to suppress burrs by referring to delamination suppression *** contrast to stratification,burrs are remediable machining *** such,a mechanochemical method with burrs trimming technological strategy are implemented to effectively combat ***,we clarify the mechanism by which aramid fibers cannot be cut off using analytical and numerical *** addition,the mechanism of fiber fracture with Modified Polyurethane Reactive Polymer(M-PUR),and development of anti-burr devices(thermostatic adhesive sealed generator)are ***,the experimental results show that the reduction rate in burr length is 87%-91%through the mechanochemical *** method not only opens a new avenue to solve the burr problem of aramid fibers but also builds an interdisciplinary bridge between polymer science and composite machining.

关键词： Mechanochemical method Burrs Orthogonal cutting Aramid fiber-reinforced composites Milling