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World File Search System电主轴
电主轴热特性数字孪生研究
上海理工大学机电工程学院，上海 200093 通讯作者，电子邮箱：fkg11@163.com 摘要 随着主轴转速的提高，发热成为高速电主轴的关键问题。为了获得电主轴的实际热行为，本文开发了热特性数字孪生系统。热特性数字孪生的原理是通过数据采集系统和修正模型映射和修正热边界条件来模拟机床的热行为。所提出的数字孪生系统包括数字孪生软件、数据采集系统和嵌入传感器的物理模型三个模块。数字孪生软件基于 Qt 使用 C++ 编程语言和 ANSYS 二次开发开发。提出热边界修正模型，利用数据采集系统测得的热关键点温度来修正发热和接触热阻。为了验证数字孪生系统的预测精度，在电主轴上进行了试验。实验结果表明，数字孪生系统预测精度大于95%，对提高热特性仿真与热优化的精度具有重要意义。 关键词 数字孪生·热特性·精度仿真·电主轴 1.引言 热行为预测在数控机床热优化中具有重要意义。电主轴是数控机床的核心，也是其主要热源。数控机床向超高速、超高精度方向发展的趋势，对电主轴热特性的精确分析提出了更严格的要求。影响主轴温度场和热变形准确预测的主要因素来自产热和接触热阻两个方面，在主轴工作过程中，产热和接触热阻都不是恒定的。由于主轴工作时伴随产热，引起热变形，使主轴零部件接触面间产生热应力，接触压力的变化使接触热阻和内部热源产热量也发生变化。为了提高热行为预测精度，热特性数字孪生成为模拟主轴单元温度场分布的最佳选择。数字孪生是指通过构建数字化虚拟实体与物理实体之间的映射关系，实现虚实映射。它将物理空间中的物理实体映射到数字空间，具有数据映射、分析决策、控制执行等功能。近年来，许多学者对数字孪生进行了卓有成效的研究工作，形成了成熟的理论体系。在理论方面，数字孪生的概念最早由Grieves教授[1]于2003年提出，随后NASA将该概念应用于阿波罗计划中的飞行器。Dmitry Kostenko等[2]研究了设备数字孪生在静态和动态领域的应用
航空铝合金结构热特性数字孪生研究
上海理工大学机电工程学院，上海 200093 通讯作者，电子邮箱：fkg11@163.com 摘要 随着主轴转速的提高，发热成为高速电主轴面临的关键问题。为了获得电主轴的实际热行为，本文开发了热特性数字孪生系统。热特性数字孪生的原理是通过数据采集系统和修正模型映射和修正热边界条件来模拟机床的热行为。所提出的数字孪生系统包括数字孪生软件、数据采集系统和嵌入传感器的物理模型三个模块。数字孪生软件基于Qt使用C++编程语言和ANSYS二次开发开发。提出热边界修正模型，利用数据采集系统测得的热关键点温度来修正发热和接触热阻。为了验证数字孪生系统的预测精度，在电主轴上进行了试验。实验结果表明，数字孪生系统的预测精度大于95%，对提高热特性仿真和热优化的精度具有重要意义。
智能制造的自动化设备设计...
本文在前人对生产线自动化研究的基础上，在原有生产线自动化设备的基础上进行了进一步的研究和进一步的设计和开发。本文对自动生产线进行了总体设计，并对自动生产线中的各个系统进行了优化，淘汰了落后的仪器，应用了一些更为先进、方便的仪器。然后分别对自动生产线的硬件和软件进行了研究，并进行了人机交互。对交互模块和实时主控电路模块进行重新开发,并将电主轴应用于自动生产线,最后设计了步进电机的模糊PID控制器,实验表明模糊PID控制方案优于传统PID控制方案,系统合理化后提高了前瞻规划的质量稳健性,最后对电主轴的温度进行了测试。