公开(公告)号：CN103186698B

公开(公告)日：2016-06-01

申请号：CN201310125988.X

申请日：2013-04-12

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 赵永胜 ,  崔朋威 ,  蔡力钢 ,  刘志峰 ,  程强

IPC: G06F17/50

Abstract: 一种重型机床静压转台动、静态性能仿真优化方法,包括：参数化建模、油垫结合面建模、油膜模型建立、施加边界条件、性能分析、优化设计步骤；根据分析结果，用户判断静压转台油垫参数及布局方式是否满足设计目标，如果满足设计要求，则最终输出该静压转台性能分析报告；如果未能满足设计要求，则进入优化设计模块；定义性能分析中的封油边接触刚度、油垫个数、油垫夹角和转台总功率为优化目标，并设定变量取值范围，最终输出优化后的结构参数。本发明基于ANSYS二次开发语言APDL、UIDL，采用非线性弹簧等效静压油膜，对静压转台进行参数化建模，并建立油垫结合面及油膜模型，分析转台的动、静态性能，并对转台模型关键参数进行优化。

公开(公告)号：CN105571847A

公开(公告)日：2016-05-11

申请号：CN201510974924.6

申请日：2015-12-23

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 刘志峰 ,  李丹丹 ,  董湘敏 ,  蔡力钢

IPC: G01M13/00

CPC classification number: G01M13/00

Abstract: 一种考虑导轨结合部特性的立柱—主轴系统振动响应分析方法，首先采用Hertz接触理论表征单个滚柱与承载力的关系，建立载荷与变形之间的关系式。然后运用多点激励多点响应的方式，辨识结合部的各阶固有频率和阻尼。之后建立了主轴立柱系统动力学模型，最后运用改进的谐波平衡法计算正弦激励下的主轴立柱系统的振动响应。本发明一方面计算了滚柱直线导轨在任意载荷下的当量刚度，将导轨结合部简化为具有非线性恢复力的系统。另一方面将非线性振动理论的计算方法引入立柱主轴系统的振动模型中，并将谐波平衡法进行了改进，通过最小二乘法原理更快的获取响应曲线，其方法对探究直线导轨的精度研究与优化设计提供了一种解决思路。

公开(公告)号：CN103390082B

公开(公告)日：2016-05-11

申请号：CN201310309391.0

申请日：2013-07-22

Applicant: 北京工业大学 ,  汕头大学

Inventor： 程强 ,  张翠 ,  蔡力钢 ,  顾佩华 ,  罗锐

IPC: G06F17/50

Abstract: 随着机械加工精度的要求越来越高，如何在确保机床加工性能的前提下，合理配置机床几何误差，实现成本与加工精度的均衡，是机床制造亟待解决的问题。本发明针对多轴机床提出了一种新的基于零部件制造成本和质量损失的多目标几何精度优化分配方法，采用多体系统理论建立机床几何误差的综合空间误差模型，通过对几何误差影响最大的机床部件的加工特征建立机床部件的制造成本模型，同时结合质量损失成本建立了基于成本的目标函数，通过对几何误差的辨识，建立与部件精度等级相关的优化模型，即将所有精度参数变量欧式范数的最大化作为另一个目标函数，通过Isight和Matlab集成结合NSGA-Ⅱ来实现优化分配。

公开(公告)号：CN105458744A

公开(公告)日：2016-04-06

申请号：CN201510921314.X

申请日：2015-12-13

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 董湘敏 ,  蔡力钢 ,  刘志峰 ,  程强 ,  王义达 ,  王语莫

IPC: B23Q1/38

CPC classification number: B23Q1/38

Abstract: 本发明公开了一种定量定压式液体静压转台实验装置，该装置包括液体静压转台、供油系统、控制柜、传动系统、节流器和静压转台基座。其中，静压转台由八个扇形油垫提供支承，由一个环形油垫提供预紧，由两个径向静压轴承提供定位；供油系统配备三台齿轮泵和一台多头泵，当采用定压供油时，启动定压供油系统；通过控制柜可以实现定量、定压、转速和油泵启停的控制；传动系统采用皮带轮传动；定压供油时采用小孔节流器，定量供油时在该位置更换为定量阀；流量计和压力表分别设置在转台进油口和油箱上，用来测量油液入口流量和静压转台的供油压力。本发明速度和精度高、刚度大、寿命长，适用于高速、高精和重切削机床加工使用。

公开(公告)号：CN105424361A

公开(公告)日：2016-03-23

申请号：CN201510921374.1

申请日：2015-12-13

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 蔡力钢 ,  董湘敏 ,  赵永胜 ,  刘志峰 ,  王语莫

IPC: G01M13/02

CPC classification number: G01M13/02

Abstract: 本发明公开了一种可变更节流器的液体闭式静压转台实验装置，根据油垫位置，节流器分别布置在对应位置的转台外侧，每个节流器通过密封环密封用四个长螺钉进行固定，每种节流器共八个。本发明更换不同节流器，对其分别进行动静态测试，通过电涡流位移传感器、压力传感器和温度传感器分别测量油腔压力，油膜厚度和油腔温度，通过加速度传感器测试转台工作台的振型，通过设置在转台进油口的流量计测量油液入口流量，通过油箱上的压力表测量静压转台的供油压力。该实验装置为研究不同节流器对静压转台承载性能的影响提供了便利，节省了材料成本，进而为解决工程上遇到的难题、优化转台的结构参数和提高工件加工精度提供保障。

公开(公告)号：CN105117614A

公开(公告)日：2015-12-02

申请号：CN201510651259.7

申请日：2015-10-10

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 蔡力钢 ,  王语莫 ,  刘志峰 ,  程强

IPC: G06F19/00

Abstract: 一种针对对置油垫的静压滑枕切削力抵抗刚度优化方法，针对对置滑枕支撑的特点应用雷诺方程，根据对置静压油垫支撑的滑枕特点对其进行简化，建立了一种求解非线性支撑刚度的模型，并根据不同参数取值下的计算结果对滑枕的支撑刚度进行优化。首先应用有限差分方法求解雷诺方程得出单个滑枕支撑油垫的承载能力，再通过迭代法求解对置油垫的非线性承载力与刚度，之后应用二分法求取滑枕的偏移，得出滑枕在切削力作用下的变形。通过不同参数下滑枕变形程度的大小，分析其支撑刚度的影响因素，最终通过重新分配支撑油垫供油流量的方式提高了滑枕的刚度，得出流量分配的优化结果。

公开(公告)号：CN105095536A

公开(公告)日：2015-11-25

申请号：CN201410191387.3

申请日：2014-05-08

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 夏龙飞 ,  蔡力钢 ,  赵永胜

IPC: G06F17/50

Abstract: 一种考虑表面形貌的静压油垫流场特性数值仿真方法，属于工程应用技术领域,其包括：数学建模求解、流场特性分析、优化设计。在数学建模求解中，针对油垫表面粗糙度，建立了径向和周向两个方向上的表面粗糙度模型。根据分析的结果，用户判断静压油垫是否满足设计目标，如果满足设计要求，则最终输出该静压油垫流场特性分析报告；如果未能满足设计要求，则进入优化设计模块；本发明基于商业软件Matlab对考虑表面形貌的静压油垫进行流场特性数值仿真，研究静压油垫的承载能力，对液体静压油垫进行数值模拟，分析其流场特性，并对静压油垫关键参数进行优化设计。

公开(公告)号：CN104978465A

公开(公告)日：2015-10-14

申请号：CN201510420490.5

申请日：2015-07-16

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 赵永胜 ,  方翠 ,  蔡力钢 ,  马澄宇

IPC: G06F17/50

Abstract: 一种考虑微凸体的弹塑性变形和空气介质热阻的接触热阻建模方法，该方法考虑了微凸体弹塑性变形和空气介质热阻对接触热阻的影响。该方法根据微凸体的弹性变形、弹塑性变形和完全塑性变形计算结合面实际接触面积和接触载荷，然后分别计算收缩热阻和空气介质热阻，两者并联计算出总接触热阻，最后使用Matlab编写计算程序得到接触热阻和载荷的关系。本发明的特点在于考虑了微凸体的弹塑性变形和空气介质热阻的影响，弹塑性变形产生的收缩热阻占总收缩热阻的15％，载荷较小时空气介质热阻影响较大，不能忽略。本发明提供的方法可为电主轴热态分析的边界条件接触热阻的计算提供理论依据。

公开(公告)号：CN104965483A

公开(公告)日：2015-10-07

申请号：CN201510420185.6

申请日：2015-07-16

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 蔡力钢 ,  章子玲 ,  程强 ,  刘志峰 ,  赵永胜 ,  赵宏伟 ,  冯秋男

IPC: G05B19/18

CPC classification number: Y02P90/265 ,  G05B19/18 ,  G05B2219/49181

Abstract: 一种基于稳健设计的多轴数控机床加工精度保持性优化方法，属于机床精度设计领域，具体涉及到多轴数控机床的空间误差的建模方法，机床的可靠性优化设计方法和稳健优化设计方法。本发明建立多轴数控机床空间误差模型，多失效模式下可靠度模型和敏感度模型，以及机床总成本模型。其过程是以最小敏感度和最低成本为目标，将可靠性作为约束，优化机床几何参数误差，提高机床加工精度保持性。该方法从根本上解决多轴数控机床几何误差获取问题和机床主要传输组件精度等级确定问题。

公开(公告)号：CN103268082B

公开(公告)日：2015-04-29

申请号：CN201310180781.2

申请日：2013-05-16

Applicant: 北京工业大学

Inventor： 刘志峰 ,  潘明辉 ,  张爱平 ,  罗兵 ,  张敬莹 ,  蔡力钢

IPC: G05B19/404

Abstract: 本发明涉及一种基于灰色线性回归的热误差建模方法，步骤如下：(1)在灰色热误差模型的基础上，引入线性方程，构建灰色线性回归组合模型；(2)利用最小二乘法，求解灰色线性回归组合模型参数；(3)利用灰色线性回归模型进行热误差预测；(4)利用BP神经网络对组合模型残差进行修正，提高预测精度。本方法可改善线性回归模型中没有指数增长及难以描述线性变化趋势的缺点以及灰色热误差模型没有线性因素的不足，具有很好的处理线性和非线性问题的能力，对精密卧式加工中心的热误差预测取得了良好的效果，既考虑到热误差数据的线性因素又考虑到了其非线性因素，改善了原来单一灰色模型的缺点，获得了更加准确的热误差预测值和更高的拟合度。