[01145270]基于装夹性能评估的离散化夹具设计方法研究

该项目属于航空宇航制造工程、机械制造及其自动化科学技术领域。无论是在传统制造业还是现代柔性制造系统中,为了保证加工表面相对其它表面的尺寸和位置精度,加工前所面临的关键问题是合理地装夹好工件。装夹布局规划是一项重要而复杂的技术工作,迄今为止,装夹点的布局构思、夹紧力的确定等均由设计人员完成,局限于设计者的经验和知识水平,需要较多的人力物力和较长的设计周期。本项目的主要研究内容包括： 1. 阐明了工件位置变化（或绝对速度）与加工要求、定位点布局方案之间的关系,建立了理论自由度、实际自由度的约束分析模型,依据理论约束、实际约束、定位点数目之间的关系建立了定位确定性分析方法。 2. 推导出定位误差与接触点位置变化之间的函数关系,建立了接触点位置变化的有向尺寸路径模型和有向尺寸链模型,实现了定位准确性的通用化、自动化分析。 3. 分析了工件在装夹布局中的受力情况,建立了工件稳定性分析模型及其线性规划求解方法,开拓性地解决了勿需求解出接触力就能判断工件稳定性的问题。 4. 依据基准重合、基准统一、互为基准、自为基准、便于装夹等指导性原则,构造了定位基准的选择因子表达式,建立了定位基准的层次结构模型,提出了定位基准决策指标的计算方法。 5. 建立了工件变形的“有限元分析-神经网络预测-装夹布局遗传算法优化”一体化控制方法,有效提高了工件变形的计算效率,实现了变形预测向装夹布局规划的转换。 6. 提出了逐个布局定位点的定位点布局方案形成思想,诠释了定位点的增减与定位基准之间的转换关系,建立了创成式和修订式等两种定位点布局规划方法。 7. 引入了夹紧表面网格离散化为候选夹紧点的方法,提出了具有工件稳定性的候选夹紧点形成夹紧区域的规划方法,实现了工件稳定性分析向夹紧点规划的转换。 8. 提出了力的存在性和力的可行性分析方法,研究了夹紧力取值范围内的变步长取值方法,以步长绝对值在一定范围（即阈值）内为收敛条件建立了夹紧力的反向步长递减算法。 发表本项目所涉相关学术论文50篇,学术著作1部,授权国家发明专利3件,登记软件著作权1件。研究成果被引用765次,其中10篇SCI论文被引用202次;6篇代表性论文被引用177次,SCI引用62次,他引58次;著作引用38次。SCI论文多次被International Journal of Production Research、International Journal of Machine Tools ＆ Manufacture、International Journal of Advanced Manufacturing Technology、International Journal of Computer Integrated Manufacturing、机械工程学报等国内外著名刊物多处正面引用和评价。本项目培养江西省主要学科学术与技术带头人1人、省百千万人才工程人选1人、省学科带头人1人。