摘要：针对小空间、低电压、大驱动力的应用需求,提出了一种基于单弯曲振动模态的多足直线式微型超声电机。根据超声电机的驱动原理对定子结构进行设计,利用有限元软件ANSYS Workbench建立定子的动力学仿真模型,对定子进行结构优化及动力学分析,确定定子最终尺寸为8 mm×1 mm×0.6 mm,定子实测B3,B4模态谐振频率与仿真相比误差分别为6.99%和5.46%。最后,建立电机定、动子之间的非线性仿真接触模型,验证了超声电机双向驱动的可行性。搭建微型直线超声电机驱动性能测试装置。实测结果表明:当驱动电压为60 Vpp时,最大空载速度为53.3 mm/s、最大负载为43.3 mN,推重比达280。该微型超声电机原理可行、结构简单紧凑,具有良好的输出性能,在光学系统、精密定位系统和移动终端等精密驱动领域有着广阔的应用前景。

摘要：双蒙皮夹层结构是航空航天装备中的特殊承力结构,其典型代表为发动机尾喷管中的同步环构件。近年来,增材制造技术为该类薄壁结构的创新型设计提供了有利条件。但增材制造有其特殊的工艺要求,基于传统拓扑优化得到的设计结果往往存在大量的悬空区域,无法直接应用于增材制造工艺。因此,需要在优化设计阶段统筹考虑结构的力学性能和自支撑工艺约束。针对上述问题,本文提出了一种面向增材制造的双蒙皮夹层薄壁结构加筋拓扑优化方法,可在一次优化中同时得到优化的加筋布局和非均匀点阵分布,从而解决悬空结构的支撑问题,确保优化结果的工艺可达性。为了平衡计算成本和分析精度,本文采用渐进均匀化方法来求解不同类型单胞等效弹性性能,以适应不同复杂单胞构型。基于上述方法,本文给出了某发动机同步环结构的拓扑优化算例,结果表明,本文优化设计方法可以实现双蒙皮夹层结构中夹层加筋和点阵的共同优化,为航空航天装备中发动机同步环结构轻量化设计提供了思路。

摘要：针对行星轮轴承故障振动信号受复杂传递路径、强背景噪声和齿轮振动干扰的影响,导致故障特征微弱难以提取的问题,提出一种参数自适应的多点最优最小熵反褶积(parameter adaptive multipoint optimal minimum entropy deconvolution adjusted,PA-MOMEDA)的行星轮轴承微弱故障诊断方法。为克服MOMEDA依赖人为经验选取主要影响参数的不足,建立多目标优化新指标,通过粒子群算法优良的寻优特性来自动确定最佳的影响参数,使用参数优化的MOMEDA对行星轮轴承故障信号进行最佳解卷积运算。针对MOMEDA解卷积信号存在严重边缘效应的问题,设计一种波形延伸策略对解卷积信号进行自适应补偿,提高了MOMEDA对微弱故障冲击特征的解卷积性能。对提升的解卷积信号进行包络解调处理,即可从其包络谱中提取到明显的故障特征频率。通过行星轮轴承故障仿真和工程实验数据分析表明,相比传统的MOMEDA方法、MCKD方法和快速谱峭度方法,该方法能成功地提取微弱的故障冲击特征且更加明显,提高了行星轮轴承故障诊断的准确性和鲁棒性。

摘要：以圆筒拉深件切环实验为基础,采用正交试验设计与数值模拟相结合的方法,对温成形过程中铝合金圆筒拉深件在不同工艺参数下的回弹特性进行研究,建立铝合金温成形的有限元模型.基于正交试验对圆筒拉深件进行数值模拟,研究板料成形初始温度、冲压速度、摩擦系数、压边力、凸模圆角半径、凹模圆角半径及凸凹模间隙对制件回弹的影响,并确立优化工艺参数组合.研究结果表明:从工艺参数对制件回弹影响的显著水平来看,板料成形初始温度最高,增加成形初始温度可显著减小制件回弹;压边力次之,其后依次为凹模圆角半径、凸凹模间隙及摩擦系数,而冲压速度和凸模圆角半径低至几乎可以忽略.

摘要：传统精度设计仅考虑零部件几何公差的影响,未涉及装配载荷作用下零部件变形的影响。为了保证机械系统在工作过程中的可靠性与稳定性,不仅要求在产品设计与制造环节中要严格保证零部件具有良好的设计性能与制造质量,更重要的是保证装配过程中各零部件间的配合性能。以具体的卧式加工中心为例,通过有限元法获取零部件载荷效应下的变形数据信息,结合小位移旋量理论、齐次坐标变换理论及表面认证思想,建立零件载荷变形偏差的综合三维数学模型。分析结果表明:装配载荷作用下的零件变形偏差总体上呈现出传递和累积的趋势,系统末端变形偏差累积量达到-0.024 9 mm。因此,零件载荷变形偏差对机械系统精度的影响不容忽视,设计阶段的三维公差分析应该综合考虑尺寸、形位公差及载荷作用下的变形偏差对机械系统装配精度的影响,才能形成一种面向整机精度的协调与保障机制,为提高复杂精密机械系统的整机性能提供理论与技术支撑。

摘要：卫星气象产品、气候模式预测数据通常与地面观测数据存在偏差,为保证数据的可靠性和合理性,需要对其进行偏差校正,但偏差校正过程往往受具体区域气象特征、方法本身假定等因素的影响,导致修正效果不佳。为此,本文提出一种广义联合偏差修正方法,相较于现有研究最常用的单变量QM修正方法以及固定多变量修正顺序的JBC修正方法,该方法充分考虑到流域尺度降水和气温双变量的时空相关性,并结合其对径流的主导作用对变量修正顺序进行动态调整,实现了QM法和JBC法的优势互补。在澜沧江-湄公河流域的应用表明:考虑降水、气温相关性可显著改善降水和温度极值的修正效果,尤其是5、6月份,修正后气象与实测数据的纳什系数提升了0.5以上;考虑气象要素的修正次序显著降低了修正后的降水和温度频率分布及均值偏差;利用修正后的气象数据驱动分布式水文模型时,部分月份的径流模拟精度提升了54.3%。

摘要：为更好地指导航道尺度优化设计,以航道挖泥费与船舶待泊、泊位闲置损失费之和最小为目标,提出了沿海进港航道通航水位仿真优化模型框架。该框架由船舶航行作业仿真模型和航道通航水位优化程序组成,优化程序生成新的可行解、输入仿真模型,并调用仿真模型的仿真结果计算目标函数值;仿真模型将给定输入的仿真结果反馈给优化程序。应用实例表明该模型框架合理有效,可为航道尺度优化提供依据。

摘要：抗菌肽是由生物体免疫系统所产生的能抵抗微生物感染的一种小分子多肽,因其具有高效低毒的广谱抗菌活性且几乎无耐药性问题,被看做是抗生素的最佳替代品,对解决抗生素滥用问题具有重要的意义.抗菌肽预测是生物信息学的一个重要研究内容,对抗菌肽及其抗菌功能进行预测能有效帮助了解抗菌肽的作用机理,为抗菌肽药物的设计和改造提供理论依据.基于计算方法的抗菌肽预测是采用数学理论、计算机技术和生物信息学方法,通过对抗菌肽数据的分析来挖掘出抗菌肽的生物特征和抗菌活性之间的关联,从而自动地对抗菌肽的类别做出推断.由于不依赖于生物实验,而是依靠有效的算法和计算机的高速计算能力来完成预测工作,计算方法具有高效快捷、成本低廉等特点,且具有良好的可操作性和批量处理能力,非常适合大规模预测任务,因此已经引起了国内外学者越来越多的关注.文中对国内外的相关研究成果进行了阐述和总结,包括抗菌肽生物信息数据库、主流的预测方法和预测方法的性能检验等.抗菌肽数据库是专门针对抗菌肽建立的数据库,收录了大量的抗菌肽数据,使用者不仅可以从中提取所需要的信息,还可以使用数据库所提供的各类在线工具对数据进行处理.文中对常见的一些抗菌肽数据库进行了介绍,给出相关数据库的数据收录情况、功能特点和网址链接等,以方便读者查询使用.接着文中介绍了目前主要使用的抗菌肽预测方法,包括基于经验分析的预测方法和基于机器学习的预测方法,前者是根据已知的经验规则或者模式对某类抗菌肽的一些生化属性和抗菌活性之间的关联进行统计或建模来对该类抗菌肽进行识别,而后者则是利用机器学习技术,通过对抗菌肽的已知数据信息进行学习,建立合理的预测算法从中找出抗菌肽的特点和规律,并将其推广到未知多肽数据来进行预测.随后文中又给出了预测方法的评估方法和评价指标,这些性能检验结果既是评估一个方法预测性能好坏的标准,又是与其他方法进行比较的依据.最后,文中对抗菌肽预测的发展进行了思考和讨论,并展望了未来的研究方向.

摘要：研究离散制造中混杂数控生产线的智能化控制问题.引入智能感知、智能决策与智能执行等智能制造技术,构建生产线数控设备的联网协同机制,实现类似流程制造中自动化生产及无人值守的自治控制.基于信息物理融合系统(cyber physical systems,CPS)设计混杂数控自治系统(autonomous system for hybrid NC,ASHNC),提出具体架构与分层模型.采用WPF技术开发原型系统,并且在多个知名企业所构建的数控生产线中得到应用.实际效果验证了系统的可行性.

摘要：为改善钛的生物相容性,促进成骨细胞在其表面的附着与分化,设计了一种新型工艺。通过微弧氧化后酸洗的技术在钛表面制备微米级凹坑(10~20μm)。通过阳极氧化技术在上述微米级凹坑上制备定向生长的二氧化钛纳米管(70~80 nm)。采用微弧氧化、酸洗和阳极氧化复合工艺,制备出二氧化钛纳米管/微米坑复合结构。研究了使用不同电解液制备的微弧氧化涂层所获得复合结构的形貌,分析了复合结构形貌对亲水性的影响。结果表明,采用Na2B4O7电解液制备的微弧氧化涂层所获得的复合结构具有显著的微纳米分级结构特征,并展现出优异的亲水性。