摘要：为保证客户原始需求在动车组设计研发过程中被准确传递并满足,针对基于传统系统工程动车组设计研发中存在的需求表达存在歧义等需求管理问题,提出一种新的基于模型的系统工程(MBSE)思想需求管理方法,该方法基于Teamcenter平台,纵向分为客户需求、产品需求、系统需求以及部件需求四个层级,横向分为捕获、分析、确认、分配和验证五步活动,并以动车组空调系统为例,进行上述五步活动,建立层级化需求模型,通过设置需求属性对需求进行管理与量化.使用该方法能够建立需求与设计的追溯关系,保证需求的准确性,提高设计效率,降低研发成本.解决以往传统系统工程所带来的需求表达不清晰、查找与变更困难等问题.

摘要：为了降低金刚石圆锯片锯切噪声,提出一种适用于多约束条件下的圆锯片减振降噪动态拓扑优化设计方法。基于混合元胞自动机算法构建了低噪声圆锯片动态拓扑优化模型,以锯片减振降噪为设计目标,以锯切过程的锯切力、位移载荷响应为多约束条件,对优化模型进行计算分析,得到了满足刚度要求的最优开槽圆锯片,降低噪声5.1 dB。依据优化结果制备了开槽锯片,通过锯切实验,验证了优化结果的正确性。该方法为低噪声圆锯片的动态拓扑优化设计提供了新思路。

摘要：传统的下肢骨折治疗方案普遍存在复位精度差、易造成二次创伤与并发症、延迟愈合等局限性.随着现代医学和机器人学的交叉融合,基于六自由度并联机构的微创骨折复位与固定技术得到广泛关注和应用.现有六支链并联骨折外固定支架普遍存在术前CT扫描易造成伪影、影响骨折复位轨迹规划的不足.针对上述问题,本文设计了一种三支链六自由度并联外固定支架3-SPRP.由于此支架用于人体下肢骨折的复位与固定,为了满足外固定支架的轻质量高刚度需求,本文开展了将支架质量与刚度均视为优化目标的多目标优化设计.首先,采用闭环矢量法建立3-SPRP并联外固定支架的位置逆解模型,基于瞬时旋量建立运动/力映射模型;其次,采用半解析建模法建立3-SPRP并联外固定支架的静刚度模型,对比理论刚度模型与有限元仿真模型在6个典型位姿下的各向线刚度,验证支架刚度模型的准确性;最后,以瞬时变形能为刚度指标,将3-SPRP并联外固定支架的刚度与质量均视为优化目标,开展多目标优化计算,定义最小距离法确定支架刚度与质量的最佳匹配关系.优化后整机质量约为0.889 kg,相较于优化前仅增加24 g,而各向线/角刚度值普遍提升50%左右,表明3-SPRP并联外固定支架的刚度优化设计的有效性.上述工作将为后续三支链六自由度并联骨折外固定支架的物理样机制造与实验研究提供理论基础.

摘要：为有效地解决复杂产品虚拟样机各学科CAD/CAE信息的交换与共享,提高产品开发质量和效率,提出基于STEP标准、元建模理论和MBD模型描述学科模型的方法。研究了学科模型的CAD/CAE信息联动过程及其变化规律对CAD/CAE一体化的影响,提出了基于历史和非基于历史的混合建模方法,并搭建了学科模型的CAD/CAE信息自动同步联动机制。以某汽车自动变速器行星齿轮机构、液力变矩器以及电控单元的CAD/CAE一体化建模为例,说明了元建模方法搭建基于STEP不同学科模型的CAD/CAE信息同步联动在复杂产品建模中的应用,验证了学科模型设计信息与仿真分析信息同步联动的正确性、有效性与实用性。

摘要：并联机构一般通过构件矢量法进行静力学分析,文中通过该方法分别在3-RSS/S并联机构的动平台、曲柄建立静力学平衡方程,从而得到动平台所受外力矩和3个曲柄所需输出力矩之间的数学关系,得出力雅可比矩阵,作为该机构力反馈控制的数学模型。通过力反馈控制实验,验证了并联机构的静力学分析模型可以作为低速条件下力控制的理论基础。

摘要：文中依据狭窄工作空间精密加工的需求,基于有限瞬时旋量理论(FIS理论),开展了可实现串-并联模式转换的双模式机器人构型综合研究。首先,基于FIS理论,提出一种串-并联双模式机器人构型综合的一般流程;其次,根据工程环境需求,提出变模式单元、串联模式机器人和并联模式机器人的连续运动数学表达,生成其支链标准式,通过旋量三角积运算,综合各自完备的衍生支链;再次,考虑串联模式与并联模式转换中出现的不兼容问题,提出双模式机器人支链匹配原则,获得满足装配条件的双模式机器人支链结构;最终,确定变模式单元、串联模式机器人和并联模式机器人的支链装配条件,综合获得串-并联转换双模式机器人多种拓扑构型。

摘要：工作空间是并联构型装备性能评价的一项重要指标。基于逆运动学模型,给出新型三坐标并联动力头A3头的可达工作空间和灵活工作空间的定义,并根据工程实际限制,列出了杆长、关节转角、电主轴干涉和奇异性等约束条件,进而利用数值搜索法确定出满足约束条件的工作空间和灵活工作空间的边界,为动力头的详细结构设计提供了理论依据。

摘要：针对几种常见的非接触式测量方法的不足,提出基于锥光全息原理的非接触式测量方法,并设计系统结构,搭建实验平台来验证系统重复性等特性指标,实验结果证明系统重复性强。对测量系统的误差来源进行分析,并按照不确定度的合成原则,对系统的标准不确定度和扩展不确定度进行合成,得到系统的扩展不确定度为2.0μm。

摘要：设计一款能够工作在5G毫米波频段的功率分配器,应用频段在24.5～25.8GHz。该功率分配器采用多层电路结构,输入端为中间层带状线,通过弯曲T型过渡结构与上下两层微带线在介质层间沿垂直方向相互耦合实现功率分配。不同于传统威尔金森功率分配器的微带平面设计方式,该功率分配器体积小,突破电路尺寸过大的技术局限,且仿真结果表明其电路性能优良。给出了功率分配器的等效电路模型,并通过分析和仿真,验证了层间耦合结构功率分配器具有设计毫米波不等功分比特性的功率分配器潜力。

摘要：针对高校与大学生双方在当前教学模式下难以获得过程考核数据及学习效果量化数据的问题,结合移动互联网时代获取知识的特点与现状,面向工科大学生的专业课学习,设计开发了一套基于微信小程序的自测自学系统。学生通过微信账号注册登录,可选择科目和章节进行自测或学习。系统可将学习过程中的数据进行汇总分析,为教学效果提供数据支撑。该系统已应用于大学生日常辅助教学与过程考核,应用结果表明,该自学自测系统方便、快捷、有效。