摘要：针对变刚度弹簧的力学性能问题,以铃铛型变刚度螺旋弹簧为研究对象,探究了几何参数对变刚度弹簧力学性能的影响。基于弹簧串联理论,提出铃铛型变刚度螺旋弹簧设计方法,通过参数化建模建立变刚度螺旋弹簧的三维模型,通过静态压缩试验验证了理论计算和有限元模型的正确性且仿真与实际测量值最大误差不超过10%。利用有限元软件Ansys分析了变刚度螺旋弹簧关键几何参数线径、节距和有效圈数对变刚度螺旋弹簧力学性能的影响规律,分析结果为变刚度螺旋弹簧设计和优化提供参考。

摘要：针对现有机械结构优化设计未考虑材料特性参数的不确定性和结构动态特性对综合性能的影响、优化求解效率低下等不足,提出基于双层更新Kriging模型的机械结构动态特性稳健优化设计方法。将机械结构动态特性指标的均值和方差作为优化目标,将机械结构变形量作为约束条件,建立机械结构动态特性稳健优化的数学模型。利用拉丁超立方试验设计、误差最大区域和近似最优解邻域的局部样本点加密技术和双层更新策略,建立能准确高效地获取稳健优化目标和约束函数值的Kriging模型。在此基础上,基于邻域培植遗传算法和双层更新的Kriging模型求出机械结构动态特性稳健优化问题的所有Pareto最优解。某型号大型汽轮发电机定子端部绕组锥环固定结构动态特性稳健优化设计实例验证了方法的有效性和相对于确定性优化设计方法的优越性。

摘要：针对高速永磁电机转子设计同时受机械强度和电磁性能限制,参数选取困难的问题,基于机械强度设计、电磁设计以及转子动力学设计理论,采用有限元法,提出一套完整的基于多物理场耦合的高速永磁电机转子优化设计方法。综合考虑材料各向异性、离心力以及温度影响,分析了典型护套转子的机械强度变化规律;结合电磁性能要求,确定了最小护套厚度和永磁体厚度,并对三种护套转子的动力学特性进行分析。仿真结果表明,对于大功率高速永磁电机,比较适合采用表贴式的转子结构,而且碳纤维护套转子较其他转子具有更好的机械和转子动力学特性;通过多场耦合的设计方法得到的转子结构能够同时兼顾机械、电磁以及转子动力学特性的要求。

摘要：倒立摆是控制理论研究和教学中常用的的典型实验设施,本文使用交流伺服电动机作为该设施的执行机构来提高对倒立摆的控制精度,并使用LabVIEW完成控制程序的设计。整个系统编程简单,控制效果较好,在倒立摆控制中有实际应用价值。

摘要：为减少剑杆织机改变织物幅宽时的设备调整时间,研究引纬过程中织机有关动作之间的配合关系,提出一种剑杆织机引纬机构设计新准则,即调幅前后剑头辅助动程(在梭口外的动程)和纬纱交接时刻剑头位置保持不变;基于矢量分析方法,研究引纬机构参数对剑头运动规律的影响、剑头驱动系统中不同子机构对剑头辅助动程及交接纬纱时刻剑头位置的影响等。研究结果表明:存在一种引纬机构,当其中的引纬调幅机构初始位置参数满足特定条件时,不管织物幅宽如何调整,剑头辅助动程保持不变;当引纬调幅机构中调节点的轨迹符合特定要求时,不管剑头动程如何变化,在交接纬纱时刻剑头的位置保持不变。

摘要：为提高折边装置的折入效率,分析折入孔位置对折边装置流场的影响,建立纯气动毛边折入装置三维模型。通过改变折入孔位置,对其折入气流流场进行定常流动的数值模拟,对比有限元数值模拟和实测结果,分析了折入孔的设计位置对该装置折入效果的影响。得到较优的结构参数:上下两折入孔组间距为3 mm,各折入孔组中两折入孔间距为3 mm,上下两折入孔组与Y型导纱口底部间距为7.5 mm。结果表明:折入孔位置的改变主要影响几股平行射流间相互引射的作用,合理的结构参数能使射流间的局部旋涡区减小,保证射流的稳定性,从而影响纬纱末端折入梭口的效果。

摘要：针对大体积混凝土热力学参数反分析计算效率低的问题,提出了响应面遗传算法。该方法采用正交试验设计的拉丁方方法进行热力学参数组合,采用含交叉项的二次多项式作为温度响应面函数,根据有限元计算的不同参数组合的结构温度响应值,通过回归分析确定响应面函数的待定系数,利用响应面函数和实测温度建立参数反分析目标函数,最后应用遗传算法搜索最优参数组合。算例表明,采用响应面遗传算法反演的参数,计算温度与实测温度总体吻合较好;响应面遗传算法与单一采用遗传算法的计算结果比较接近,但计算量减少一半。

摘要：针对高心墙堆石坝变形监测断面有限,传统的单点变形预测模型难以有效反映坝体整体变形趋势的特点,通过采用分离型时空模型的构建方式,以及基于物理成因分析的单点变形拟合和空间拓展的思路构建施工期变形时空预测模型,能够克服单点序列模型的某些缺点。基于现有的粗粒土变形计算理论,推导并建立坝体垂直、水平变形单点物理成因模型,在单点物理成因模型的基础上采用克里金空间插值技术进行空间拓展,构建高心墙堆石坝变形时空预测模型。经瀑布沟高心墙堆石坝坝体原观变形资料分析表明,垂直、水平位移物理成因模型和空间插值模型能较好地模拟和反映测点变形趋势,精度较高。模型实现了基于监测序列的高心墙堆石坝整体变形的3维预测,较好地描述了大坝3维变形趋势,对相关工程具有一定的应用和推广价值。

摘要：针对航空发动机叶盘结构由于失谐而引发振动超标事后处理的实际困难,建立了典型叶盘结构集中参数模型,分析了失谐叶片排列顺序对模态局部化的影响,将具有良好优化性能的蚁群优化技术应用到叶片安装位置的优化设计中.仿真结果表明:对于一组既定的失谐叶片,不同的叶片安装顺序能极大影响叶盘系统的固有特性;同时也证明了蚁群算法能够快速、准确地得到使叶盘模态局部化明显改善的叶片排列顺序。

摘要：为增强金属冲压字符与背景之间的对比度,降低背景信息对字符分割的干扰,提高冲压字符分割的准确性和稳定性,提出一种基于多方向照明的图像融合算法.首先利用4个圆周均布的光源依次照明,分别采集4幅灰度图像;然后对采集到的图像进行背景均一化处理,消除单向光源照明下光照分布不均的影响;最后利用表面冲压凹陷区域与平坦区域在不同照明方向上的表面灰度变化特性,对2组相对照明方向上的背景均一化图像进行差值处理,实现图像融合,增强图像对比度.实验结果表明,与采用单光源照明方式相比,该算法可有效地消除油渍、锈蚀等背景干扰,增强冲压字符与同色背景之间的对比度,为冲压字符分割与识别奠定基础.