摘要：质子交换膜燃料电池系统在氢气循环的运行过程中,阴极侧空气中的氮气和水会穿过质子交换膜渗透到阳极并逐渐积累,降低阳极的氢气浓度,影响燃料电池系统的发电性能。通过研究电堆结构参数和运行参数对氮气和水从阴极渗透到阳极的传输过程,发现氮气的渗透主要受膜厚度、膜湿度和气体压力的影响,而水的渗透除了膜厚影响以外,还受电流的大小的影响。这些结果为氢气循环条件下燃料电池系统稳定运行和制定合理的尾气排放策略提供理论依据和设计参数。

摘要：针对传统优化技术进行焊点三维形态优化时费时耗力且浪费计算机资源等缺点 ,提出采用“整体”近似优化技术 ,结合线性最小二乘方法、BP( Back Propagation)神经网络 ,在整个设计变量空间上建立问题函数近似面 ,利用该函数近似面来求取目标函数最大值 ,并得到相应的设计变量值 ,达到焊点三维形态优化设计的目的 .最后对线性最小二乘模型、BP神经网络拟合非线性函数的能力和近似优化能力进行了比较讨论 ,结果表明 ,利用“整体”近似优化技术来优化设计焊点形态是简便可行的 ,且 BP网络模型拟合“整体”近似函数面比线性回归模型具有更高的精度 。

摘要：通过对铣削系统进行受力分析,建立了圆柱螺旋立铣刀的铣削系统动力学模型。在此基础上,针对刀具和工件的相对振动,运用H∞的鲁棒混合灵敏度法,选取了合适的权重函数W1,W2,W3,设计了主动减振控制器。将该控制器加入铣削模型之中,仿真和实验结果证明了该控制方法在铣削颤振抑制方面的有效性和鲁棒性,扩大了稳定铣削区域;同时将针对刀具和工件相对振动的控制效果与只针对刀具或者工件振动的控制效果进行了比较。

摘要：为了准确计算连续配筋混凝土路面在温度作用下整个路段任意点的位移和应力,基于钢筋混凝土间粘结滑移效应,考虑地基摩阻力的影响,采用接触有限元理论形成了连续配筋混凝土路面的刚度方程,建立了考虑各个裂缝间隔段和锚固地梁之间联合作用的整个路段各部分应力和位移的理论分析模型。基于理论模型,探讨了连续配筋混凝土路面在温度应力作用下的钢筋与混凝土各部分的位移和应变的分布规律。对整个路段的数值模拟分析结果表明了方法的有效性和可行性。

摘要：信号发生器在动态测试领域有重要应用。借鉴电子设计自动化EDA领域的可重构思想,以现场可编程门阵列FPGA为载体,对信号发生器的开放式体系架构进行了试验研究。所设计的信号发生器具有参数易调节与小尺寸低功耗等特点,可方便下载地震波或路面载荷等现场信号,从而为结构动态测试提供参考激励。进行了压电悬臂梁激振试验,验证了设计方法的可行性。

摘要：将影响结构疲劳断裂的不确定因素视为随机变量,用随机有限元和可靠性设计理论, 从概率论和数理统计的角度对含裂纹的平面结构进行了可靠性分析,并对疲劳裂纹进行了 Monte-Carlo模拟,最后将用随机有限元得到的分析结果与Monte-Carlo模拟结果进行了比较, 比较结果证明了此方法的适用性。

摘要：在凝聚态物理系统中的拓扑超材料,由于其反常的物理现象,在信息处理与能量应用方面展现出巨大的潜力.近些年来,受凝聚态物理中拓扑现象的启发,经典波动系统中的力学拓扑现象受到越来越多的关注.弹性波作为振动的重要载体,广泛存在于工程与自然环境中.作为一种矢量波,弹性波相对于声波与电磁波等标量波展现出更复杂的多分量传输特性,在调控与应用方面存在诸多困难.在本研究中,将以拓扑超材料为基础,围绕弹性波分解与力学应用展开.首先利用设计的声子晶体实现了双重狄拉克锥,并通过在声子晶体中引入几何扰动,实现了弹性波面内和面外模式的拓扑相分离;通过不同拓扑相的组合,构造了具有不同波传输特性的拓扑边界态,实现了弹性波面内和面外模式的分离;进一步地,基于耳语回廊(whispering gallery)模式引发的能量局域化,弹性波面内和面外分量的能量实现了分区域聚集,为振动能量高效俘获提供了思路.弹性波模式分离及其引发的能量聚集均采用实验进行了验证.阐明了拓扑超材料在弹性波分量调控与能量应用中蕴含巨大潜力,对振动信号处理与能量俘获等应用具有积极意义.

摘要：关于透平膨胀机转子系统优化设计问题,针对强度分析,了解应力的分布状态,可以准确地处理膨胀机中高速气流和极大温差下的多场耦合环境,为强度设计和优化提供条件。为此提出采用流体-温度-结构三场顺序耦合原理,在ANSYS Workbench平台上,用N-S方程计算膨胀轮和增压轮在高速气流作用下的表面压强和表面温度分布,用导热微分方程得到转子系统的实体温度分布;最后,综合考虑作用在转子系统上的气动力、热应力和离心力,从结构强度理论角度分析并校核各个零部件的强度。分析中由于忽略了叶轮的轮盘和轮盖外表面气压,因此采用考虑和不考虑内表面气动力两种方案,对转子系统的应力分布进行了仿真,结果表明转子系统各个零部件的强度均满足工况设计要求。

摘要：系统地讨论分析了陶瓷快速成型机总体布局、结构方案的确定,以及重要零部件的设计过程,并对其中的重要零部件进行了有限元分析以进行分析验证。经过分析,得到成型机机架频率共振区间为71.08～177.52Hz,工作时应避开这一共振区间;同时轴承受力变形对所需加工精度无影响,故整个成型机的设计是成功的。

摘要：在对封头无胎冷旋压机机架进行受力分析的基础上,以分析软件ANSYS和建模软件SolidWorks为主要开发工具建立了在静态下的机架受力模型。基于组合机架的结构特点,分析并计算了机架上梁与预紧螺母之间的作用力。对旋压机机架施加载荷和约束,得到加载模型。经过有限元分析,计算了机身的强度和刚度,确定了危险点的位置,并对机架进行了拓扑优化分析。依据优化分析结果给出了具体的改进方案,得到了经优化后的机身结构,为旋压机整机的结构优化设计打下了良好基础。