液体静压导轨的多目标优化及流场仿真分析

【摘要】随着超精密机床在民用、国防以及空间科学等领域的需求日益增大,对超精密机床的加工精度和工作性能的要求已越来越高,决定超精密机床性能的因素较多,其中主要取决于其关键部件的性能。导轨副是直接保证超精密机床各运动部件之间相对位置精度和相对运动精度的重要部件。液体静压导轨能够很好的解决普通导轨常遇到的振动与摩擦问题,因此液体静压导轨无疑是超精密机床导轨系统选择的最佳方案之一。为保证液体静压导轨具有高速、高效、高精度的设计要求,静压导轨必须具有良好的承载能力和油膜刚度。本文以恒压闭式液体静压导轨平台为研究对象,主要从以下几方面内容进行了研究：(1)对恒压和恒流量、闭式和开式静压导轨性能进行综合比较,选择了恒压闭式液体静压导轨。重点分析了闭式静压导轨中对称和非对称结构形式的静态特性,得出了导轨左、右两组侧油腔之间的悬梁臂跨度L对导轨工作台扰度的影响规律。(2)根据本课题背景中研制的超精密机床技术指标,对恒压闭式液体静压导轨进行了结构设计及计算,并利用具有强大三维造型功能的solidworks软件进行了三维结构模型设计(3)以导轨的整体结构模型为研究对象,结合正交试验设计方法、数学综合评判法和有限元方法,对其进行静态特性综合分析,从而可以确定影响导轨平台整体变形的关键因素和非关键因素,然后对其进行基于质量、结构刚度和强度约束的多目标输出优化,以达到提高液体静压导轨平台的承载性能、刚度性能和稳定性。(4)采用流体动力学有限元分析方法,对导轨间的油膜进行全参数三维实体建模,获得了导轨间油膜静压力的分布情况以及液压油流场流速的分布规律；并探究辨识了不同的油腔油槽深度、不同的油膜厚度和不同的进油孔输入压力参数对导轨间油膜承载性能和油膜刚度等的影响。(5)根据流体仿真计算得出的油膜静压力,由流固耦合算法计算分析出导轨幅板在油膜静压力作用下的弹性变形,经过对导轨幅板变形量的定量分析,得到由油膜静压力引起的幅板变形对导轨直线度的影响规律。
【作者】龚俭龙；
【导师】刘强；赵翼翔；
【作者基本信息】广东工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】液体静压导轨；多目标优化；油膜刚度；静态特性；耦合；

【参考文献】
[1]胡斯敏.FT公司基于自工序完结的质量管理方法研究[D].天津大学,工程管理,2013,硕士.
[2]杨璐.高中古诗文典故教学研究[D].内蒙古师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[3]李慧.基因MTNR1B rs1387153及基因KLT14 rs972283的变异位点与中国北方人群T2DM的相关研究[D].大连医科大学,内科学,2012,硕士.
[4]刘雪山,许建平,王楠,陈章勇,贺明智.临界连续模式单电感双输出Buck-Boost功率因数校正变换器[J].中国电机工程学报,2014,15:2379-2387.
[5]肖忠纯.锦州师专热力管网地理信息系统的设计[D].辽宁工程技术大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[6]王鸿.北屯市土地利用与景观生态格局分析[D].西北大学,自然地理,2014,硕士.
[7]倪孟者.买方压榨下ATC公司技术创新能力提升研究[D].大连理工大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[8]高瑷璟.建国初期皖北地区农业“三改”研究（1953-1957）[D].安徽大学,中国近现代史,2014,硕士.
[9]黄峥.历史教学中的学科渗透与文科综合能力的培养[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[10]成明华.仿真技术在铁路电力系统中的应用[J].上海铁道科技.2007(03)
[11]王腾.基于信号稀疏表征的轴心轨迹提取方法研究[D].重庆大学,机械电子工程,2014,硕士.
[12]陈琳.国内外投资银行的人才管理对比及借鉴研究[D].清华大学,国际贸易,2003,硕士.
[13]张宇,张剑武,周卫东,孙远辉,张中元,赵之翔.攀钢1220mm冷连轧机数学模型的长期自适应分析[J].冶金自动化,1998,06:47-48.
[14]厉燕新.ARMA模型在两相流检测中的应用研究[D].浙江大学,检测技术与自动化装置,2004,硕士.
[15]张欢.中国资产价格对通货膨胀的影响：理论与实证研究[D].首都经济贸易大学,国民经济学,2014,硕士.
[16]陈静.次线性数学期望下的极限理论及其应用[D].山东大学,概率论与数理统计,2014,博士.
[17]周圆π.边坡稳定性分析中最危险滑动面的搜索[D].大连理工大学,工程力学,2004,硕士.
[18]熊大钊.泰州市主城区排涝系统优化规划研究[D].扬州大学,农业水土工程,2012,硕士.
[19]冯婧.论我国执行救济制度之完善[D].中国政法大学,法律,2004,硕士.
[20]张步伟.流动人口养老保障转接政策分析[D].华东理工大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[21]余惠平.干扰Notch2对神经胶质瘤抑制的研究[D].南方医科大学,外科学（专业学位）,2014,博士.
[22]许龙飞,熊君丽,麦新宇,麦钜明.数据仓库技术在物流控制上的应用[J].计算机工程与应用,2002,22:188-191.
[23]包心强.对上海市民办非学历教育机构的政府引导政策研究[D].电子科技大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[24]范瑜.用于船用往复泵的智能CAD系统研究[D].大连海事大学,载运工具运用工程,2004,硕士.
[25]郭玉国.锂离子电池电极材料:三维网络化结构设计与动力学性能研究[A].中国化学会.中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C].中国化学会:,2012:1.
[26]钱鑫.春晚中农民工形象的建构和文化阐释[D].东北师范大学,新闻学,2012,硕士.
[27]李守静,吴英桦.关于发展我国数据通信网的几点建议[J].邮电商情.1998(12)
[28]常秀丽.状态反馈线性化控制下DFIG低电压穿越研究[D].燕山大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[29]张青川.膀胱癌顺铂耐药与其基因甲基化相关性研究[D].苏州大学,外科学,2013,博士.
[30]徐绳武.宜人化·质更严——赴日参观考察见闻之一[J].液压与气动.1992(01)
[31]张江.改性Bi_2WO_6的制备、表征及其光催化性能[D].清华大学,2012.
[32]徐雪松,章兢,贺庆,何昭晖,王炼红.基于疫苗提取及免疫优化的粗糙集属性约简[J].控制与决策,2008,05:497-502.
[33]吴海洋.可移动式曝气生物滤池处理养殖废水工艺及其动力学原理的研究[D].华南理工大学,生物工程,2012,硕士.
[34]吴瑞贤.公共交通补贴激励机制研究[D].青岛大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[35]王朋.《版纳三月》的创作报告[D].湖南师范大学,艺术（专业学位）,2014,硕士.
[36]李亚丽.基于SDSS的区域开发决策支持模型库系统初探[J].商丘师范学院学报,2004,02:149-151.
[37]朱建平,范霄文,张志强.数据挖掘的技术与商业定义及其研究对象[J].统计教育,2004,01:7-10.
[38]张娟.《比尤拉的国度》和《三联画》的翻译实践报告[D].河北师范大学,翻译,2013,硕士.
[39]李华龙.装载机多种模式自动变速换挡规律研究[D].吉林大学,机械工程,2014,硕士.
[40]徐强,王征,史增园,魏赟,张善刚.浅水多次波衰减[J].石油地球物理勘探,2015,02:238-242+2.
[41]严希海.构建生物企业战略安全体系的重要性[J].生物技术世界,2014,08:188-189.
[42]邓晔.基于Web的互动教学平台的设计与实现[D].南昌大学,计算机技术（专业学位）,2012,硕士.
[43]徐文彪.DG670/13.7-4型锅炉燃烧调整及燃烧器改造研究[D].华北电力大学（北京）,动力工程,2004,硕士.
[44]林凌.基于注入变频信号法的消弧线圈自动测量补偿研究[D].北京交通大学,2015.
[45]王晓瑜.余热锅炉流动与传热数值模拟及仿真平台开发[D].西南交通大学,2013.
[46]贾芳芳.六元氮杂芳环桥连1，2，4-膦杂吡唑多齿配体及其Cu~(Ⅰ,Ⅱ)、Fe~(Ⅱ)Ag~Ⅰ配合物的合成与结构研究[D].山西师范大学,化学,2013,硕士.
[47]高丽丽.基于Xilinx V5的SAR-GMTI若干关键技术的实现[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2012,硕士.
[48]游一兰.增强PA6基多相摩擦材料及其摩擦磨损特性研究[D].中南大学,2014.
[49]王维中.新一代软件无线电数据链设计与实现[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[50]马驰,吴晨烈,胡应得.浙江省初始排污权的分配问题[J].资源开发与市场,2015,01:82-85.