摘要：单相驱动的超声电机由于其驱动电路简单、设计灵活、结构紧凑等优点,受到越来越多的关注。但单相驱动的超声电机主要以直线型电机为主,且工作模态一般为退化模态,存在能量利用率低、频率易漂移等缺点。此外,现有旋转型单相驱动的超声电机存在输出性能差、不易装夹等问题,严重制约了其应用。为解决上述问题,提出了一种新型单相驻波驱动的旋转型超声电机,通过单一工作模态实现对转子的摩擦驱动。该超声电机的定子主要由压电复合梁和带驱动齿的圆环构成,在两组压电陶瓷片的交替激励下分别产生两相工作模态,并通过两相工作模态相互切换实现电机的双向旋转运动。首先,采用有限元分析方法计算得到了超声电机定子的几何尺寸和两相工作模态(包括共振频率和振型)。其次,通过测振实验对定子原理样机进行了振动特性测试,得到了定子的幅频特性、振型和驱动齿的运动轨迹,并与仿真计算结果进行了比较,验证了仿真分析的正确性。最后,装配了旋转型超声电机原理样机,并开展了性能测试实验研究。结果表明:在300 V激励电压、1 N预压力的条件下,超声电机原理样机在两个工作模态下的最大转速分别为123.9 r/min (顺时针旋转)和450.9 r/min (逆时针旋转),最大扭矩分别为1.058 mN·m和2.534 mN·m。有限元分析结果和实验研究结果均验证了所提出的单相驻波驱动的旋转型超声电机结构设计的可行性和工作原理的正确性,并为后续同类型超声电机的设计提供了新思路。

摘要：冲击载荷识别在结构设计、振动控制、健康监测等领域具有重要作用。基于经典Tikhonov正则化的冲击载荷识别方法存在识别精度、稳定性等方面存在一定的局限,近年来兴起的函数拟合法为冲击载荷识别提供了新的思路。根据冲击载荷的稀疏性质以及考虑冲击载荷的加载、卸载过程,提出基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法,通过遗传算法优化半余弦基函数的区间参数,建立基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别正则化模型,解决基于函数拟合的冲击载荷识别方法的稳定性问题。将基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法、经典Tikhonov正则化方法和正交多项式拟合法分别对梁结构、桁架结构与薄板结构的有限元模型进行冲击载荷识别计算,对悬臂梁结构进行试验验证。结果表明:基于半余弦函数拟合的冲击载荷识别方法能够得到时域上的稀疏信号,识别精度高,抗噪性能好。

摘要：针对倾转旋翼飞行器直升机模式下的操纵性和稳定性进行了研究分析,为后续控制系统的设计提供一定的理论依据。在考虑旋翼-机翼干扰的情况下建立了倾转四旋翼飞行器飞行动力学模型并结合试验数据进行验证。提出了一种适用于直升机模式下的操纵策略并对飞行器进行了配平计算。以该操纵策略为基础,计算了相应的操纵功效和操纵耦合,并分析了主要稳定性导数和特征根的变化。结果表明:航向操纵功效相较于其他通道较小;垂向输入引起的纵向力和俯仰力矩的大小随速度的增加不断增大;横向输入下引起的偏航力矩随速度增大而增大;速度稳定性随速度的增加而变得不稳定;除螺旋模态外,其他模态随速度的增加稳定性增强。

摘要：针对具有深度亚波长厚度的声学超构吸声板,研究了其声学特性和物理吸声机制,以及进一步提高其低频声学特性的可能性。该吸声板单元通过将带有小孔的分隔板内置于以阿基米德螺旋形成的共面腔体中形成双层穿孔吸声体结构。研究表明,通过调整分隔板在腔体中的位置,可以在较宽的频带范围内改变吸声板的共振频率,而不改变其近似完美吸声的声学性能。对该吸声板建立了完整的用于描述其声学特性的理论模型,并通过数值模拟的方法揭示了其物理吸声机制。同时,研究并分析了吸声板结构参数对其声学特性的影响,为进一步改善其低频声学性能提供了基础。为了验证研究结论的有效性,采用3D打印技术对所设计的样品进行打印,测量结果与理论计算和数值模拟得到的结果具有很好的一致性。与未加入分隔板的吸声结构相比,该吸声板可以在更低的频率下获得近全吸声的效果。

摘要：应用多目标优化方法在推迟翼型转捩位置的同时,优化激波控制鼓包的位置和外形来减小波阻.经过优化得到多目标问题的Pareto阵面解,通过对其上翼型的气动性能分析发现:优化后翼型的层流区域及激波强度较初始翼型均有改善.结果表明本文方法可以有效地解决层流翼型设计过程中转捩位置和激波强度之间的矛盾.

摘要：为了降低离心泵的宽频噪声,减少其对离心泵运行的影响,采用数值计算方法,提出并试验了一种在叶片表面布置凹坑,并使凹坑参数在流向上变化的离心泵仿生降噪方法.在此基础上提出一种针对宽频噪声的指标公式,采用正交设计方法优化变量来减少设计维度,并使用均匀设计法证实了该降噪方法的可行性,最终获得了降噪效果较好的样本.研究表明,在对外特性几乎无影响的条件下,文中方法显著降低了离心泵宽频流动噪声.模拟结果还显示,不同样本的定常流动图像无可见区别,据此推测凹坑结构的降噪效果与微观或非定常的流动现象有关.研究结果对于推动凹坑形仿生结构对离心泵宽频降噪的研究提供了一定的帮助.

摘要：针对TS65-40-250离心泵易过载和出现驼峰等问题,采用无过载设计法并添置分流叶片,重新选取叶轮设计参数,设计3种优化方案。采用Pro/E和ICEM分别对3种方案进行三维造型和结构化网格划分,网格总数为150万。利用商业软件CFX12.1对优化方案进行数值模拟,边界条件设定为速度进口、压力出口和无滑移壁面。采用标准k-ε模型,预测了3种方案下的外特性,分析了不同设计方案下叶轮内的压力、流线、湍动能、速度分布。通过数值模拟,得出叶轮1的水力性能和内部流动状态均较好。利用快速成型法加工叶轮1并进行试验。试验结果表明,叶轮1扬程最高高出设计参数的15%,试验效率高于国家标准2%～6%,而且有很好的无过载性能。模拟结果和实验结果表明,采用无过载设计并添置分流叶片优化方法是可行的,这种设计方法可以为低比转速无过载离心泵优化设计提供参考。

摘要：苗族是我国古老的民族，黔东南苗族侗族自治州是我国最集中的苗族聚居区。它地处苗岭山区，生活环境相对封闭，原始生态保存完好，传统民族文化、手工技艺、艺术形态在这里得以完好保存，古风遗存韵味典型。刺绣是苗族源远流长的民族艺术，黔东南苗绣题材丰富、纹样古朴、构图饱满、色彩艳丽、对比强烈，体现了一种原始、纯真、古朴、大方的民族特色，不仅是苗族历史文化的载体，更是民族原创设计思想最直接的表达，传达出生动的设计语义。

摘要：基于连续损伤力学理论,对2A12铝合金冲击局部损伤及后继疲劳寿命进行了研究。首先采用有限元方法模拟了冲击过程,获得冲击凹坑局部的残余应力场与塑性应变场;然后根据残余应力状态选取疲劳破坏的危险点,通过Lermaitre塑性损伤模型得到危险点的初始损伤;最后根据修正的Chaboche疲劳损伤模型估算疲劳寿命。通过与相关的试验结果进行对比验证,表明连续损伤力学结合有限元分析方法可有效评估金属结构冲击损伤及后继疲劳寿命。

摘要：邓肯-张E-B模型因其每个参数都有清晰的物理和几何意义,被广泛运用在大坝变形计算中.为探究邓肯-张E-B模型参数之间的交互作用,本文基于Plackett-Burman试验设计和正交试验设计方法,以某均质黄土坝为研究对象,对土坝邓肯-张E-B模型进行全局敏感性分析.通过Plackett-Burman试验设计对邓肯-张E-B模型中参数进行显著性筛选,筛选出高度显著的参数,再对高度显著参数进行考虑交互作用的正交试验设计,得到考虑交互作用的邓肯-张E-B模型参数敏感性排序.结果表明,R_(f)、K_(b)、φ_(0)和K是对土坝变形敏感性最强的4个参数,而n、Δφ和m 3个参数对于土坝变形的影响较小.R_(f)和φ_(0)、R_(f)和K_(b)以及φ_(0)和K_(b)的交互作用对于均质黄土坝变形的敏感性是不可忽视的,甚至其交互作用的敏感性大于单个参数的敏感性.