摘要：针对石化行业户外巡检工作设计了一款带有新型H型平衡摇臂机构的路面自适应巡检机器人移动底盘,该底盘采用新型“4h”对称结构实现底盘的四轮驱动和转向操作。在介绍底盘总体结构的基础上,分析了底盘驱动机构和转向机构的设计原理,建立了底盘阿克曼4WS转向和原地转向的理论模型,为机器人底盘运动控制提供了理论依据。对机器人底盘的单侧越障过程进行理论分析和仿真,并与普通一体式底盘越障过程进行仿真对比,研究了越障过程中底盘的行驶稳定性。最后,进行了底盘样机的转向模式实验和单侧越障实验,结果表明:该移动底盘能实现驱动和转向模式的切换,在进行单侧越障时底盘运动姿态平稳,具有良好的路面自适应能力和越障性能。

摘要：针对某空间相机光学系统研制了组合式碳纤维主承力筒结构,为降低整体质量进行了多工况多目标优化设计。首先建立了质量最小为目标函数的尺寸优化模型,得到主承力筒结构的最优尺寸参数;其次建立了前三阶加权基频最大为目标函数的铺层优化模型,确定了支撑杆和加强梁的最优铺层参数,对优化设计后的主承力筒进行了模态分析和随机振动分析,得到了理论一阶基频和次镜安装面响应;最后进行了动力学试验加以验证。结果表明:结构一阶基频为245.7 Hz,次镜安装面最大响应为6.56 grms,与有限元分析结果误差均在3%以内,验证了有限元计算模型的准确性和可靠性,优化设计后整体质量有效降低1.7 kg,降幅达到11.9%,为碳纤维主承力筒结构的轻量化设计提供了一种有效且可靠的方法。

摘要：船舶爬壁机器人与陆地机器人的不同之处在于其兼具移动和吸附功能,能够于倾斜的船舶壁面上完成爬壁运动,通过配备除锈、清洗、焊接所需的高压水枪、焊枪、图像识别等装置完成对应作业任务,每种作业任务需要的运动机械结构和运行方式也有不同。通过介绍近年来设计制造的爬壁机器人及其爬壁平台,按照其吸附原理和运动特点将其分为磁吸附、负压吸附和仿生类等爬壁平台设计方法,介绍了各类爬壁平台的机械结构设计、运动性能和适用范围,期望能够为未来船用机器人的设计制造和技术发展提供灵感。

摘要：当前,超强超快激光正朝着全固态、高重复频率、新波段等方向发展,而发展新型激光材料是其关键基础之一。稀土掺杂碱土氟化物激光晶体兼具有晶体的高热导和玻璃的宽光谱特性,在全固态重复频率超强超快激光领域具有重要应用。本文简要概述了萤石型氟化物晶体稀土离子团簇结构的基本特征、稀土离子局域结构的演变规律,围绕稀土掺杂碱土氟化物激光晶体的结构设计、光谱调控及激光应用,综述了局域结构设计在探索新型宽光谱超快激光材料方面的最新研究进展,并对其发展趋势进行展望。

摘要：基于可视化编程参数化设计背景,探索数字化+在地化创新模式,运用双向渐进结构拓扑优化算法开展五邑侨乡城市家具创新设计研究。在理解参数化设计的基本内涵、发展历程、相关理论、设计流程和现状问题的基础上,总结双向渐进结构拓扑优化算法的优势,利用数字化媒介联结地方文化特色,以五邑侨乡圩街“骑楼”建筑为设计原型,利用算法通过前期设计准备、初始形态设计、拓扑优化设计、后期处理制造完成兼具地方特色、形态美观、结构合理、数字生态化的城市家具,并应用于实际街道场景中,以满足数字化时代五邑侨乡城市发展需求,用设计解决地方、区域现实问题,提升当地居民、外地游客日常体验。设计实践方案验证了参数化设计与地方特色文化相结合的创新设计模式的有效性,为当代五邑侨乡家具创新设计提供了新型生成工具策略,同时也为其他领域应用该算法模型提供了参考。

摘要：科学合理地安排作业已成为义务教育阶段教育教学改革的焦点之一。然而,当前的小学科学作业形式呆板、情境单一,缺乏层次性。整体视角下的单元作业设计应基于教材编排体系,设置单元作业目标;结合具体学情,明确单元作业内容;着眼学生思维培养,设置多样的作业形式;借助多种评价方式,保证单元作业目标的达成。

摘要：超声谐振技术是研究金属材料超高周长寿命疲劳性能的有效手段之一.超声疲劳试样通常需要独特的几何设计以满足共振的要求.常规疲劳试样如圆棒以及狗骨等不具备平面特征，在定量微观表征等方面存在困难.本文介绍了一种基于狗骨型拉压疲劳试样的带平面超声拉伸疲劳试样及其设计方法、疲劳测试方法.与传统超声疲劳试样设计不同的是，本文的狗骨平面试样具备平面试验段，具有利于定量微观表征的特征.本文以GH4169镍基合金为例，开展狗骨平面疲劳试样设计.通过超声疲劳试验结果表明，本文提出的基于理论解和数值方法的狗骨平面试件能在20 kHz产生共振，并且测得应力数据基本与现有材料S-N曲线相符.本文方法为超声疲劳试样设计与超高周疲劳的微观变形机制研究提供了新思路.

摘要：基于密度泛函理论的第一性原理方法在考虑了固溶体化学短程序特征后计算得到的合金的基本性质更为可靠。本工作将描述固溶体短程序的团簇加连接原子结构模型嵌入到第一性原理计算中,获得了一系列合金的基本物性数据;构建了数据管理系统,形成成分与性能数据库;进而采用多种机器学习算法构建合金成分与性能的预测模型,并对其进行对比分析;在此基础上,筛选最优算法,以精确预测合金的性能,并实现以性能为目标导向的成分设计;最终形成了一种基于第一性原理计算的固溶体合金集成学习设计方法,并开发出可视化程序软件。该方法有望大幅提升高性能先进合金材料研发的效率。

摘要：分子动力学模拟已在化学、材料等科研领域得到广泛应用,但在本科化学、材料学实验中鲜有涉及.为培养学生化学、材料计算设计思维,同时帮助学生充分掌握分子动力学模拟方法,基于锂离子电池有机电解液研究案例设计了一个分子动力学模拟综合实验.本实验设计包括分子和溶液结构建模、结构优化、模拟退火、热浴平衡、后处理性质计算等操作步骤,帮助学生初步掌握分子动力学模拟的基本原理、流程和分析方法,实现理论方法水平和软件操作技能的双重提升.

摘要：为提高窝眼轮式大豆排种器的工作性能,对排种盘结构进行优化改进,设计了一种型孔可变凸轮式大豆精量排种器,对排种器的结构、工作原理等进行了分析。根据大豆种子的几何尺寸确定了排种器结构的关键参数:排种盘直径为200 mm、宽度为50 mm、型孔直径为12 mm、型孔深度为15 mm、凸轮偏距为7 mm。利用EDEM软件对大豆排种器进行仿真试验,并对试验结果进行响应面分析,得到最优参数组合:排种盘转速为34.68 r/min、转速比为1.59、型孔数量为24.23个,排种合格率为98.1324%。选取排种盘转速为35 r/min、转速比为1.6、型孔数量为24个进行台架试验,得到排种器合格率为97.64%,与仿真试验结果之间的误差相对较小,能够满足实际作业要求。