摘要：本文针对试验中的柔性立管涡激振动响应特性问题,使用HHT方法进行分析。首先,将试验中获得的应变时历转化为位移时历,并进行EMD分解,分析确认分解结果的正确性。然后,根据分解结果,统计分析立管涡激振动模态数与流速的关系。之后,使用HHT方法分析立管涡激振动的频率响应特性,获得确认立管振动阶数的方法,在试验中发现“倍频”现象,并总结“倍频”现象分布的流速区间。最终,通过观察立管振动位移的时空分布,获得立管振动的阶数,发现了振型的不对称特性,并分析其导致模态混淆的原因,同时观察到立管振动模态的激励发展过程,并最终总结了不同流速下立管响应模态阶数及对应频率。

摘要：本文提出了由之字形单元组成的弹性波超构表面来实现对弯曲波的深亚波长尺度操控.通过遗传算法对单元进行参数优化,可以找到具有全透射率和全相位控制的单元,而其宽度仅为波长的1/5.结合传输模态和Kirchhoff薄板理论,发展了理论模型并解释了这些单元产生优越性能的原因.接着,设计了直线型和曲线型超构表面实现不同位置的弯曲波聚焦,其仿真结果都显示出了优异的性能,进一步加工制作直线型超构表面并进行实验测试,实验结果与仿真结果非常吻合,结果同时表明入射波能量在焦点处提高了6倍以上.本工作提出的超构表面可用于设计紧凑高效的弹性波器件.

摘要：目的在医疗器械智能化、人性化发展的时代背景下,舱式熏蒸产品款式老旧、用户满意度低的问题日益凸显,为提升用户体验,对舱式熏蒸产品进行迭代设计。方法基于场景法梳理现有舱式熏蒸机的作业流程,建立医师、患者、患者陪同人员三者的典型场景;采用交互设计方法深度挖掘交互摩擦点、整理用户需求,重构具备良好交互性能的目标场景;运用全局人机界面原件(HIEs)解析方法解构舱式熏蒸机,建立功能部件与功能性元器件的映射关系,结合目标场景获得舱式熏蒸机的功能需求;以黑箱原理创建功能模型,提出舱式熏蒸机各功能部件的设计目标。结论得出满足用户需求的舱式熏蒸机方案,验证了使用场景法进行产品迭代设计的可行性,为提升同类产品可用性与用户满意度提供了设计方向和思路。

摘要：针对现有倾角传感器分辨力不足、精度不高、线性度差等问题,设计了一种使用柔性铰链连接极板和外框架进行角度传递的差动电容式倾角传感器,该传感器兼具稳定性好、分辨力高和线性度好的优点。提出了在检测能力一定的情况下通过改变结构参数获得不同分辨力和量程的倾角传感器设计方法。分析了差动式电容极板测倾角原理并进行了线性度评定。构建了结构参数对传递灵敏系数的影响模型,根据选择的结构参数设计了传感器并结合数字电容检测电路进行了验证。实验结果表明在±1000″量程范围内分辨力优于0.14″,测量误差小于±2″,线性度优于0.17%。

摘要：为了研究复杂地质下如何将圆弧形边坡控制爆破一次成型,通过现场高陡边坡的爆破施工,介绍了圆弧形边坡控制爆破的设计原则、爆破参数及爆后效果:采用理论计算与现场施工相结合的方法,优化爆破参数,主炮孔采用现场混装乳化炸药进行装药,预裂孔采用分段不耦合装药,爆破后边坡上的半孔率达到90%以上,台阶高程偏差值不超过±300 mm,坡率偏差值不超过±0.5°。不仅节省了成本,又达到了边坡美观、整洁、稳定的设计要求,可为类似工程的边坡控制爆破提供参考。

摘要：基于物理模型试验方法,对某城镇分流制强排系统雨水泵站进水流道的水力特性进行研究,并提出了改善不良流态及消除有害漩涡的整流方案。结果表明,原设计方案进水流道内有大面积回流和漩涡,可能会影响水泵的正常运行;采用不同的整流措施进行优化发现,布设单一消力墩、防涡梁这两类整流措施优化效果有局限性,消力墩+防涡梁组合式整流措施能对进水流道内的不良流态进行全面改善,有效防止漩涡和吸入空气等现象发生。

摘要：为了提升长导轨五自由度测量中直线度测量精度,对五自由度测量装置中直线度测量单元的测量光路、误差模型和标定方法等进行研究。长距离测量时基准光束角度漂移会造成严重的直线度误差,光路中采用了望远物镜结构测量角度漂移,相比于单透镜,这种可以在有限空间内增加焦距,使得组合焦距大于机械尺寸,从而提高测量精度,并通过补偿提高测量稳定性;分析了角度串扰引入的误差,并结合装置中的角度测量值建立了补偿模型;采用四象限探测器作为直线度测量传感器,为解决传感器测量非线性随量程变大而加剧以及测量灵敏度随长导轨移动非线性变化的问题,提出了一种多项式拟合与三次样条插值拟合相结合的分区间标定方法。试验结果表明:在5 m的测量距离以及±400μm的量程内,与激光干涉仪测量结果对比,误差标准差小于0.3μm,3 h内漂移小于±0.5μm。满足长导轨直线度测量对大量程、高精度、高稳定性的要求。

摘要：针对行星滚柱丝杠结构参数匹配问题,提出一种基于乌鸦搜索算法的参数优化模型.考虑行星滚柱丝杠螺纹啮合点位置的影响,建立丝杠、滚柱以及螺母空间螺旋曲面方程,得到螺纹啮合点处位置与螺纹牙厚之间的关系.根据螺纹副和齿轮副啮合关系,确定内齿圈和滚柱端部轮齿设计参数.利用空间螺旋曲面方程,获得螺纹啮合点处的法向量,并推导行星滚柱丝杠各零件间的受力关系.以行星滚柱丝杠结构参数作为设计变量,以螺母外径、丝杠中径、滚柱长度等参数最小为优化目标,考虑行星滚柱丝杠结构约束和主要承力部件强度约束,利用乌鸦搜索算法作为优化算法,建立行星滚柱丝杠参数优化模型,从而实现优化变量最佳匹配.最后,针对三种负载,利用该优化模型得到三组行星滚柱丝杠结构参数,并将其优化结果与国外产品手册进行对比,从而验证了本文优化模型有效性.

摘要：蜜獾算法(HBA)是一种新型智能优化算法,通过模拟蜜獾觅食行为进行寻优,具有结构简单且收敛速度快等特点。针对HBA在解决高维复杂问题时收敛精度低、收敛速度慢以及全局寻优能力不足等问题,提出一种多策略改进的蜜獾算法(MSHBA)。设计一种限制反向学习机制,随着算法迭代生成限制反向解更新种群,提高种群质量,加快算法收敛速度,引入自适应权重因子,随着迭代次数的变化调节不同寻优路径上的寻优步长,协调算法不同探索阶段,提升算法稳定性,加快收敛速度,构建一种新的饥饿搜索策略,根据种群能量以及全局最差位置改变寻优路径上的寻优步长,避免算法陷入早熟。基于9个标准测试函数对MSHBA、HBA、鲸鱼优化、哈里斯鹰、单一策略等算法在不同维度上进行仿真实验,结果表明,MSHBA具有更优的稳定性和收敛精度,将算法应用于机械设计优化问题并进行结果比较,MSHBA对比原HBA性能优化了88%,适用于求解高维复杂问题。

摘要：以连续体结构的拓扑与形状优化设计技术作为研究对象,将拓扑优化、形状优化、有限元分析和计算机辅助设计有机地集成在一起,构建了优化设计模型;研究了用B样条曲线曲面逼近拓扑优化后的结构体边界,进行边界光滑处理;在形状优化中,设计变量定义为B样条曲线或曲面的控制顶点的运动,建立了边界节点移动速度场计算方法和边界形状调整方法及模型更新理论,有效地控制节点的运动,给出了相应的算法和计算表达式,寻求较快的搜索方向,以合理速度分布尽快使形状变为最佳。设计实例的结果表明了本文所建立的模型的合理性和方法的有效性。