摘要：为解决传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法获取港口起重机主梁截面风力系数过程繁琐、难以实现结构快速优化设计的关键技术难题,提出了一种基于卷积神经网络的起重机主梁截面风力系数快速预测模型。本研究所提出的风力系数快速预测模型利用自由几何变形方法处理基础截面形状以获取具有丰富几何特征的起重机主梁截面图形集,并采用CFD方法计算各主梁截面图形对应的风力系数生成数据集。在此基础上,基于数据集训练预测模型并对其网络结构进行优化,建立了主梁截面与风力系数之间的非线性映射关系。此外,进一步将该预测模型与遗传算法结合建立了一种主梁截面优化设计方法,并以数据集内F11截面为例将防风性能作为优化目标测试了该优化方法的准确性和效率。算例测试结果表明,所提出的风力系数快速预测模型在预测各主梁截面的风力系数时平均相对误差为1.87%,预测时间为毫秒量级,比传统CFD方法计算效率有数量级地提升;应用本研究所发展的起重机主梁截面优化设计方法优化后的F11截面较优化前风力系数降低了15.89%,能够极大地提高主梁截面的防风性能,证明了所提出的优化方法的可靠性,可作为一种起重机主梁截面结构优化设计与快速选型的新方法。

摘要：研究球面2自由度2R串联机器人的可达工作空间,并对之进行分类。在此基础上研究球面2自由度5R并联机器人的理论工作空间形成原理,根据理论工作空间的形成条件建立该并联机器人的设计空间,设计空间内包含球面2自由度5R并联机器人机构的所有尺寸型。在设计空间内寻找理论工作空间形状发生变化的机构临界尺寸条件,这些条件将设计空间划分为不同的子区域,不同子区域所对应的球面2自由度5R并联机器人尺寸型机构具有不同形状的工作空间,从而在全部设计空间内对该机器人理论工作空间的形状进行详细分类。探讨该并联机器人机构的工作空间面积性能指标与杆件尺寸之间的关系,并在设计空间里绘制相应的工作空间面积性能图谱。工作空间形状和面积大小是进行机器人机构设计的重要参考依据．

摘要：昌九高铁为时速350 km的高速铁路,其南昌扬子洲跨赣江中支主桥根据通航、防洪要求跨度采用(78+134+152+134+78) m,该桥为国内首座高速铁路公铁混层合建的大跨径平行弦连续钢桁梁桥,同时该主梁为首座采用带双层挑臂的钢桁梁断面。为掌握该类型桥梁的关键技术及总结该类型桥的设计经验,开展系列研究,运用数值分析的方法,进行结构静动力分析及车桥耦合分析。结果表明:(1)带双层挑臂的钢桁梁断面具有剪力滞效应小、结构整体性强、跨越能力大、腹杆及横梁受力小、行车视野好及造价经济等优点,带双层挑臂的钢桁梁断面为公铁合建桥的适宜断面形式;(2)带双层挑臂的钢桁梁桥,墩顶处上层桥面系、跨中处上层桥面系及跨中处下层桥面系,其轴力主要由桥面板承担,分别占比为61.4%、68.7%及60.0%,墩顶处下层桥面系轴力主要由下弦杆承担,占比为72.5%;(3)带双层挑臂的钢桁梁剪力滞系数为墩顶上桥面(1.49)>跨中下桥面(1.38)>跨中上桥面(1.13);(4)带双层挑臂的平行弦连续钢桁梁桥能满足时速350 km公铁合建桥的行车运行要求,结构静动力性能良好,适用跨径能达150 m及以上。

摘要：利用MC9S12DP512针对性地设计了适合自由活塞式内燃机的电控系统硬件,并匹配编制了对应软件。分析了ECU的具体功能,阐述了设计使用的微处理器模块、电源模块、传感器信号处理模块、驱动模块以及通信模块的基本设计方法。试验结果表明:电控系统采用模块化设计,功能性强,能够精确地完成对自由活塞式内燃机的监测和控制,实现目标控制功能。

摘要：在将二极管中点钳位型三电平逆变器—交流电机调速系统应用于实际的工业场合时,高精度的仿真模型是必不可少的设计与分析工具。本文深入地分析了三电平逆变器—异步电机调速系统的运行机理、调制方式与控制策略,基于Matlab/Simulink建立了完整的仿真分析模型。在建模过程中充分考虑了影响仿真模拟精度的关键要素,包括IGBT的动态开关过程、空间矢量调制过程中的死区设置以及异步电机的空载转矩等。将通过仿真分析模型获得的仿真结果与实验样机上取得的测试结果进行了全面的比较。结果表明,稳态运行时电机电压、电流的相对模拟误差小于4%,电流谐波畸变率的相对模拟误差仅为10.78%,负载转矩动态变化时电机电流整定时间的相对模拟误差小于9%。上述结果充分证明了本文建立的三电平逆变器-异步电机调速系统仿真分析模型具有非常高的模拟精度,为设计研发相关的实际系统装置提供了重要的设计工具和分析手段。

摘要：以一种平面2自由度驱动冗余并联机器人为研究对象,对该机器人机构尺寸进行量纲一化,给出反映机构几何参数变化范围的空间模型,建立机构的运动学方程,得到位置反解和速度雅可比矩阵。定义并计算机器人的全域性能指标,探讨机器人的雅可比矩阵条件数、承载能力及刚度等全域性能指标与机构杆件尺寸之间的关系,并在空间模型内绘制相应的性能图谱;根据性能图谱,总结三种性能指标在空间模型内的分布规律,分别给出每种性能指标值较好的机构尺寸范围;最后对三种性能指标较好的尺寸范围进行了综合,得到同时考虑三种性能指标优化的最佳尺寸范围。这些图谱使机器人依据运动学性能指标进行优化设计成为可能,图谱分析为实现并联机器人机构设计的计算机辅助设计提供了一种简单、有效途径。

摘要：技术为主导的时代里,人与技术的关系逐渐成为学者们关注的议题。文章基于身体技术观分析了书法字体设计过程,从物质观、传承观和反思观三个维度,由表及里地探讨了设计师如何将现代技术内化于身体技术中,传承书法艺术的审美意识,实现设计主体的话语权,从而批判以往技术工具论和反技术工具论对人与技术关系的片面认识。

摘要：针对现有测力仪固有频率较低而无法准确测量高转速下铣削力的难题,基于附加弹性测力原理设计了高频响测力仪,测力系统的固有频率达到9kHz以上,运用邓克莱法建立了测力仪的简化模型,推导出固有频率的解析式;进行了有限元仿真与模态试验,获得了测力仪固有频率的仿真值、实测值以及振型;最后进行了高转速铣削力验证试验。研究结果表明,该测力仪固有频率的解析值和仿真值略大于实测值,但三者较为接近,测力仪关键结构尺寸与其固有频率密切相关,利用简化模型和有限元法进行高频响测力仪的结构优化设计合理可行,为同类测力仪的结构优化设计提供了参考依据。

摘要：针对油菜收获时因茎秆分枝交叉导致机收时难以分禾的实际问题,设计了一种链条拨杆式油菜分厢机,采用自走式行走底盘,配套直流变速电机做动力,采用双动力实现分禾行走独立控制,采用亚克力材质阿基米德弧线形结构设计分禾关键工作部件,设计被动式分禾转动轮实现分厢定型。试验表明,在行驶速度为 0.6 m/s,拨杆上升倾角 60°～70°,分禾链条线速度为 1.1～1.2 m/s 分禾效果较好,能够实现油菜机械化收获前的分厢作业。

摘要：介绍平面单铰运动链、平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链常规的拓扑表达模型。然后,以单铰运动链的拓扑图为基础,提出平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链的新拓扑图模型,并分析新拓扑模型的特点,给出含复铰的运动链和齿轮(凸轮)运动链的拓扑模型与平面单铰运动链的联系。新拓扑模型的优点在于与平面单铰运动链的模型相统一,方便了基于计算机的机构运动链自动综合和同构判别,从而为实现运动链拓扑图的唯一数字化,机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件。给出这几类运动链的统一的同构判别方法。