摘要：本文首先对定轴式指南车和差动式指南车进行了比较分析,发现定轴式指南车虽受限于平面直行和平面定点转弯,但在直行越障方面有一定优势;差动式指南车在平面内可以任意行驶或者转弯,只是在直行越障方面存在明显缺陷。接着综合两种指南车方案的优点,以差动式指南车为蓝本,辅之以定轴式指南车自动离合装置的理念,设计目标是解决差动式指南车固有的直行越障缺陷。然后本文设计了一款牙嵌式离合器,用于不同工况下指南机构的离合控制;并基于牙嵌式离合器完成了新型指南车的外形尺寸和内部机构零件的设计方案。进而通过新型指南车的三维实体建模实施指南车的运动机构仿真。最后完成了样车的制备和功能测试,试验结果表明样车的越障和转弯等工况下指南性能均达到预期。

摘要：依据超材料微带天线的增益、E面半功率波瓣宽度和H面半功率波瓣宽度建立3个人工神经网络,得到卦线长度、断口间距、卦线宽度、卦线间距和覆层高度,建立统一的多人工神经网络。对超材料微带天线进行智能设计,并对核心尺寸设计结果进行结构重分析。结果表明:基于多网络的训练集、验证集和测试集均方误差均小于1‰,相比于常规的单人工神经网络,其预测精度有了明显提升;设计的3个天线性能指标的绝对误差达标。

摘要：提出了一种基于遗传算法的高增益超材料覆层型微带天线拓扑优化设计方法,设计中对超材料基元和辐射基元采用整体考量的方法,选取微带天线的最大增益值为目标函数,选取超材料覆铜区域离散化后方格子铜贴片的二进制0-1编码为优化变量,建立了24 GHz超材料覆层型微带天线的拓扑优化模型。并采用贴片方格子的冗余设计方法来消除拓扑优化中的单点连接,进而通过合适的遗传算法求解策略对10×10方格子规模的优化设计问题进行求解,获得了一种不含单点连接的新型超材料覆层型微带天线。结果表明,与普通微带天线相比,创新构型的超材料覆层型微带天线具有更佳的工作频率匹配性能,微带天线的增益性能和方向性得到明显提升,其最大增益性能从7.51 dB提升到11.54 dB,提升了53.66%。最后对比研究了12×12和14×14等两种不同方格子规模的超材料微带天线拓扑优化设计问题,结果显示得到的创新构型优化设计结果是趋于收敛的,考虑到制备性价比,10×10方格子规模下的创新构型是制备最佳选择。

摘要：为提高负泊松比材料的刚度性能,同时保证负泊松比材料的冲击吸能特性,提出材料-结构协同优化设计,以泊松比最小为目标,微观材料设计区域各单元的相对密度为设计变量,优化得到多种体分比下的最优微结构,同时基于刚度最大的优化目标得到宏观结构的材料分布,根据宏观最佳材料分布来指导各微结构间的排列组合,建立多型微结构负泊松比材料模型。仿真结果表明:与单一型负泊松比材料相比,多型负泊松比材料有较好的刚度增强效果和更好的能量吸收能力。

摘要：超材料微带天线的设计通常依赖经验,其中超材料基元的设计多以尺寸优化和形状优化为主。研究了常规超材料对微带天线增益性能的影响,发现其对增益性能的提升效果有限。提出了一种基于遗传算法的高增益超材料微带天线拓扑优化设计方法,对超材料基元采用整体设计的方法,以天线增益最大化为设计目标,以覆铜贴片方格子的有无为设计变量,建立了K波段(24 GHz)超材料微带天线的拓扑优化模型。进而基于遗传算法的求解策略,获得了一种新颖的超材料微带天线构型。仿真结果表明优化后的超材料微带天线侧向辐射得以抑制,其最大增益提升到10.5 dB,与普通微带天线相比性能提升了35%。同时通过改变覆铜贴片格子的布置规模对优化设计结果的收敛性进行分析,分析结果显示创新构型超材料微带天线设计结果是收敛的,且10×10方格子规模下的创新构型制备性价比最高。最后研究了超材料基元单独设计与整体设计的天线工作频率匹配对比,对比结果证实了超材料基元采用整体设计对于超材料微带天线拓扑优化是非常必要的。

摘要：针对微带天线增益性能偏低的问题,提出了适用于77 GHz的常规矩形微带天线,并以此为基准引入超材料格子型基元,以天线增益为设计目标,有无超材料方格子为设计变量,基于遗传算法排布超材料基元的拓扑微结构。针对超材料基元拓扑构型中存在的点连接问题,引入冗余设计的理念重新优化设计,并分析了超材料天线高增益的机理。仿真结果表明:相较于常规矩形微带天线,其增益由7.32 dB提升到10.50 dB,增幅高达43.4%。

摘要：在左手超材料电磁传输性能的稳健性设计中,变形对其组分材料铜电导率的影响必须予以考虑,文章基于该基本变形形式展开研究,从把控材料源头着手,通过扭转变形实验制备了纯铜扭转试棒,并按照直流双臂电桥测试方案对纯铜扭转试棒进行了纯铜电导率的测定实验,结果表明纯铜电导率随扭转角的增大而减小,且减小的幅度随扭转角的增大而趋缓;基于实验测得的关系曲线使用数据拟合的方式建立了纯铜电导率关于扭转角的影响模型(幂函数);借助试棒扭转变形的金相实验结果,从固体能带理论探讨了扭转变形对纯铜电导率影响模型的内在机理,发现随着扭转角的增大,纯铜扭转试棒的金相组织晶粒度同步增大,变形初期晶格内部位错增殖且晶界显著增加,从而导致纯铜导电性能的降低,但随着变形的累加,材料晶格缺陷的分布趋于均匀,在一定程度上减缓了纯铜扭转电导率的下降速率。

摘要：基于微带天线理论设计了77 GHz微带单辐射贴片天线的基准结构,提出了包含13个微带辐射贴片的基板型十字形阵列天线,对该阵列天线添加超材料覆层结构,利用拓扑优化完成覆层型十字形微带阵列天线设计,并探讨了其高增益机理。仿真结果表明:相比于基板型十字形阵列天线,覆层型十字形微带阵列天线的增益性能提升了35.0%。

摘要：针对超材料微带天线在拓扑优化中存在基元结构复杂导致加工高精度要求等问题,本文提出了一种极简设计理念——卦型基元;并基于卦型基元完成了超材料微带天线的拓扑优化设计,在保证天线高增益性能的同时,超材料结构构型简洁从而具有良好的可制备性。超材料结构由固定的圆弧基元和变化的卦型基元组成,其中卦型基元中每条卦线对应一个设计变量,每个设计变量的取值规则为1对应连续卦线、0对应断口卦线。继而以天线增益最大化为目标函数、工作频率24 GHz为约束建立超材料微带天线设计的拓扑优化模型;并基于遗传算法的求解策略分别研究了对称型和非对称型超材料微带天线算例。分析结果表明基于卦型基元的超材料微带天线增益均得以显著提高,且四重卦线基元结构具有更大的增益;超材料结构的对称性可以保证辐射方向为Z轴主方向;样品制备效果验证了卦型基元超材料微带天线的良好制备性;对拓扑优化设计的深入分析发现,相比方格子基元,卦型基元设计更具有高效性。最后从天线的表面波角度阐释了其高增益性能的机理。

摘要：以某车型涡轮增压器为研究对象,通过道路试验及频谱分析对车辆加速过程中的“嘶嘶”声进行识别,结果表明噪声频段为700~1600Hz,确认涡轮增压器发生轻度喘振。继而通过路径控制优化的方式解决轻度喘振问题,设计了相应的宽频消声器且对消声器的消声性能进行仿真计算,结果显示消声器在700~1600Hz频段的传递损失都在10dB以上。最后进行实车测试,安装宽频消声器后,车内“嘶嘶”声明显改善,提高了整车NVH性能。