摘要：Four-dimensional(4D)printing is an advanced form of three-dimensional(3D)printing with controllable and programmable shape transformation over *** are used as a controlling factor with multi-stage shape recovery,with emerging opportunities to customize the mechanical properties of bio-inspired *** print pattern of shape memory polymer(SMP)fbers strongly afects the achievable resolution,and consequently infuences several other physical and mechanical properties of fabricated ***,the deformations of bio-inspired structures due to actuator layout are more complex because of the presence of the coupling of multi-directional *** this study,the initial structure was designed from closed-shell behavior and divided into a general unit and actuator unit,the latter responsible for driving the *** stress confrontation between the actuator and the general unit was considered in the layout thermodynamic model,in order to eliminate the transformation produced by the uncontrolled shape memory behavior of the general *** critical and efective strategies for the layout design of actuators were proposed and then applied to achieve the desired accurate deformation of 3D-printed bilayer ***,the proposed approach was validated and adopted for fabricating a complex shell-like gripper structure.

摘要：Traditional modular design methods lead to product maintenance problems, because the module form of a system is created according to either the function requirements or the manufacturing considerations. For solving these problems, a new modular design method is proposed with the considerations of not only the traditional function related attributes, but also the maintenance related ones. First, modularity parameters and modularity scenarios for product modularity are defined. Then the reliability and economic assessment models of product modularity strategies are formulated with the introduction of the effective working age of modules. A mathematical model used to evaluate the difference among the modules of the product so that the optimal module of the product can be established. After that, a multi-objective optimization problem based on metrics for preventive maintenance interval different degrees and preventive maintenance economics is formulated for modular optimization. Multi-objective GA is utilized to rapidly approximate the Pareto set of optimal modularity strategy trade-offs between preventive maintenance cost and preventive maintenance interval difference degree. Finally, a coordinate CNC boring machine is adopted to depict the process of product modularity. In addition, two factorial design experiments based on the modularity parameters are constructed and analyzed. These experiments investigate the impacts of these parameters on the optimal modularity strategies and the structure of module. The research proposes a new modular design method, which may help to improve the maintainability of product in modular design.

摘要：癌症已经成为当今威胁人类健康的重大疾病之一,发展新型光学诊疗体系用于癌症精准诊断与高效治疗至关重要。本文介绍了一个高分子化学综合实验的新设计与教学实践,即一种新型共轭高分子基近红外二区光学诊疗探针的制备过程及其相关性能测试。该实验包括共轭高分子合成、水溶性纳米粒子制备、吸收发射光谱测定、光热光动力性能分析、近红外二区荧光成像及对癌细胞光毒性研究。该实验内容科学性及前沿性强,能够提高学生的实验操作技能,引导学生运用所学知识进行独立思考,启发学生的创新及科研思维。

摘要：性能约束满足是复杂产品设计的关键因素。传统概念设计求解的研究着重于功构映射及其推理实现,忽略了性能在求解过程中的演化规律,导致性能在设计过程中存在上下文孤立以及无法溯源等问题。为了解决这一问题,提出了基于性能演化的概念设计求解过程模型与实现方法。通过分析概念设计过程中的性能特性,构建集成期望性能、行为性能和结构性能的规范化性能演化模型。以此为基础对模型进行解析计算,主要包括面向期望性能辨识的重要度分析、面向行为性能均衡的单元规划求解以及面向结构性能适配的方案生成,同时建立了性能演化驱动的产品概念设计过程,以支持性能认知、性能优化以及性能计算的设计求解实现。最后以某型号液压机概念设计过程为例验证本方法的可行性与有效性。

摘要：针对机械产品设计过程中通常考虑产品寿命终结阶段(End-of-life,EOL)报废处理过程的可拆卸性、再制造性、环保性等单个绿色质量因素影响,导致机械产品的回收拆解中可重用、回收零部件由于拆解过程费事、费力、经济性差无法回收重用或因回收重用价值不大导致零部件被直接废弃,造成严重的环境污染。从回收拆解作业效率、回收拆解作业收益和回收拆解作业环境影响3个角度对产品EOL报废处理过程中的产品综合关键绿色质量进行综合分析和度量,在此基础上建立面向EOL的综合关键绿色质量指数的机械产品设计绿色多准则优化模型。根据机械产品设计绿色多准则优化模型,利用改进强度Pareto进化算法(Strength Pareto evolutionary algorithm 2+,SPEA2+)求得面向EOL的综合关键绿色质量指数的Pareto稳健优化解集,并筛选出具有最优面向EOL的综合关键绿色质量指数的产品回收拆解设计方案。应用所提方法对永磁同步无齿曳引机产品设计进行绿色多准则优化,证明其在工程应用中的正确性与高效性。

摘要：针对设计流程驱动的数控机床设计知识推送过程中不同设计人员在设计任务中的设计知识需求差异问题,提出基于特征语义分析的数控机床设计知识推送方法。通过建立非线性权重的数控机床设计知识描述词—设计知识语义简约矩阵,利用奇异值分解对描述词—设计知识语义简约矩阵进行降维,将描述词—设计知识语义简约矩阵映射至低维特征语义空间。提取了数控机床设计工作流上下文模型中的设计知识需求,并计算了设计知识与知识需求的匹配度,同时构建了设计知识设计人员兴趣个性化的过滤规则对设计知识进行二阶段过滤,最终获得符合设计人员知识需求差异的数控机床设计知识推送方案。以某型号高精度数控坐标镗床切削力设计的设计知识推送方案为例,验证了该方法在工程应用中的正确性与高效性。

摘要：为提高高强度薄板拉深成形中板料的成形精度和表面质量,使板料能够与其他零件装配,分析了拉深成形工艺中板料回弹的形成机理,建立了薄板拉深成形板料回弹数学模型。通过板料的平均弯矩度量板料回弹量,构建了板料回弹控制准则,提出了基于回弹控制的高强度薄板拉深变压边力优化设计方法。通过基于回弹控制的高强度薄板拉深变压边力优化设计流程,获得满足起皱控制准则、破裂控制准则和回弹控制准则的高强度薄板拉深优化后的变压边力轨迹。以某贮箱箱底的拉深成形为例,验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要：针对多面体夹芯结构抗撞性优化过程中,传统数学模型以体胞边长,体胞高度等体胞几何尺寸为设计变量建立抗撞性优化数学模型,未考虑体胞形成过程对结构吸能特性的影响,导致所建模型遗漏了体胞的分布密度,且优化变量多、模型复杂的问题。对多面体夹芯体胞演变机理进行分析,以多面体夹芯结构演变参数为设计变量,建立基于Kriging近似技术的多面体夹芯结构抗撞性优化模型。构建多面体夹芯结构抗撞性优化流程,求解获得抗撞性最优的多面体夹芯结构设计,通过与波纹夹芯结构的对比,验证了该结构的可靠性。

摘要：针对机械产品各关键部件设计寿命差异较大,设计寿命较短的关键零部件容易发生故障,从而导致停机维修甚至停产报废的问题,定义机械产品关键零部件有效工作寿命,给出机械产品关键零部件有效工作寿命的度量方法,建立基于有效工作寿命的机械产品多变量动态均衡数学模型,提出机械产品多变量动态均衡设计方法。通过求解获得关键零部件的预防性维护措施优化方案,在故障发生之前对关键零部件实施预防性维护措施,消除或减少关键零部件故障的发生,均衡各关键部件的有效工作寿命,同时满足机械产品维护费用成本指标与整机可靠性指标约束。应用该方法对某型号空分设备透平膨胀机主机进行多变量动态均衡设计,证明该方法在工程应用中的正确性与高效性。

摘要：针对产品质量特性稳健优化设计这一存在不确定因素的约束求解问题,提出一种基于量词约束满足(Quantified constraint satisfaction problem,QCSP)的稳健优化方法,将设计参数变差形式化描述为QCSP模型中的普遍性变量,在其作用下求得目标函数和约束函数的上下界,依据设计者偏好设定稳健性指标。根据模型特点,采取组合式算法进行求解,首先应用区间分析算法缩小设计变量搜索空间,获得满足普通优化设计约束的设计变量有效值域盒;然后由混合蛙跳算法在有效值域盒内搜索得到满足稳健性指标的帕累托优化解,并使用基于信息熵理论的方法选择出最优解。最后,应用该方法对透平压缩机扩压器进行质量特性稳健优化设计,证明了该方法在工程应用中的正确性和高效性。