超精密液體靜壓導軌系統綜合動態設計理論與方法研究

《超精密液體靜壓導軌系統綜合動態設計理論與方法研究》是依託中南大學，由胡均平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：超精密液體靜壓導軌系統綜合動態設計理論與方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡均平
• 依託單位：中南大學

項目摘要

精密與超精密加工技術是製造業水平的重要標誌，是先進制造技術的基礎和關鍵。而超精密液體靜壓導軌是超精密加工技術廣泛套用的共用關鍵基礎功能模組。由於目前對超精密液體靜壓導軌多場耦合作用機理和承載特性認識不足，嚴重製約超精密加工工具機的設計和套用精度，為此本申請課題擬在已有工作基礎上開展以下研究工作：超精密液體靜壓導軌系統的機、液、熱多物理場複雜非線性耦合機理研究；超精密液體靜壓導軌系統綜合性能指標分析及評價體系研究；超精密液體靜壓導軌多物理場複雜非線性耦合系統綜合性能動態最佳化設計理論研究；超精密液體靜壓導軌系統的綜合性能動態最佳化設計軟體研究。通過理論分析、計算機模擬、實驗測試相結合的方法揭示多場耦合作用下超精密液體靜壓導軌承載機理，建立導軌承載特性評價體系，提出一種高效可靠的超精密液體靜壓導軌綜合動態最佳化設計方法並開發出相應的設計平台。

結題摘要

摘要：精密與超精密加工技術是製造業水平的重要標誌，是先進制造技術的基礎和關鍵。而超精密液體靜壓導軌是超精密加工技術廣泛套用的共用關鍵基礎功能模組。但目前對超精密液體靜壓導軌多場耦合作用機理和承載特性認識不足，嚴重製約了超精密加工工具機的設計和套用精度。本申請課題在已有工作的基礎上開展了以下研究工作：(1)超精密液體靜壓導軌系統的機、液、熱多物理場複雜非線性耦合機理研究。在機、液、熱多物理場耦合模型的基礎上，對導軌機械結構進行靜力學分析、模態分析及熱特性分析，並對導軌油膜進行流場仿真分析。(2)超精密液體靜壓導軌系統綜合性能指標分析及評價體系研究。分析了節流器結構、薄膜節流器特性參數對靜壓導軌承載特性以及油膜剛度的影響規律，研究了液體靜壓導軌綜合性能指標評價體系。(3)超精密液體靜壓導軌多物理場複雜非線性耦合系統綜合性能動態最佳化設計及控制理論研究。對液體靜壓導軌性能進行了正交最佳化研究，並對其油膜波動進行了預見控制及最優控制理論研究。(4)超精密液體靜壓導軌系統的綜合性能動態最佳化設計平台及實驗研究。在理論分析的基礎上，開發了液體靜壓導軌的最佳化設計平台，並對原系統進行了改造，搭建了液體靜壓導軌的測試實驗平台，並進行了實驗研究。通過理論分析、計算機模擬、實驗測試相結合的方法揭示多場耦合作用下超精密液體靜壓導軌承載機理，建立導軌承載特性評價體系，提出高效可靠的超精密液體靜壓導軌綜合動態最佳化設計方法及控制理論並開發出相應的設計平台。