摘要：为了提高材料的利用率,对Q4041高压共轨锻件预制坯的形状进行了优化设计。根据实际生产中终锻件中间部位飞边量较大的情况,设计了哑铃型预制坯形状,提出了采用辊锻制坯代替现有制坯的工艺方法。设计了4种不同形状的预制坯形状,采用有限元软件对设计的预制坯进行了锻造过程模拟。采用机加工方式制备了预制坯,进行了实际的锻造实验,并与模拟结果进行对比,确定了4种辊锻预制坯方案中能够完全充满型腔且飞边量最小的预制坯形状。实验结果表明,有限元模拟结果与实际的锻造过程相一致,采用优化的预制坯进行锻造生产可以减少35%的飞边,因此,采用辊锻制坯工艺是可行的。

摘要：对垂直于TDR探针方向平面上测试区域内含水合物沉积物的测量响应进行了有限元数值建模和分析,基于数值模型对TDR探头的探针个数、间距和直径等结构参数进行优化设计。利用优化后的探头对多孔介质中水合物饱和度进行了仿真测量,比较了表观介电常数与水合物饱和度的关系模型。结果表明:(1)随着探针个数由3增加至5,探针周围有效极化面积逐步增大;三针式TDR探头对于内外探针之间的水合物探测灵敏度最高。(2)在探针间距一定的条件下,随着探针直径的增大,“集肤效应”减弱,探测范围扩大;但探针直径越大,其对被测样品产生的干扰越大。(3)基于有限元数值模型得到TDR响应与Maxwell-DeLoor模型具有较好的一致性。

摘要：为了避免船舶过驳吊运过程中货物与甲板间的碰撞,提出一种安装在船用吊装设备的四自由度绳驱动刚柔混合式波浪补偿运动机构。首先,设计该波浪运动补偿机构的实验装置,基于螺旋理论验证该波浪运动补偿机构的可行性。然后,基于代数法建立该波浪运动补偿机构的位置正/反解模型,并推导该补偿机构结构的运动学模型,最后,基于牛顿-欧拉法建立该波浪运动补偿机构的系统动力学模型,运用仿真软件对所推导的数学模型进行验证。研究结果表明:该波浪运动补偿机构的位置正/反解的误差数量级为10-5 mm;运动学和动力学模型的MATLAB数值模拟结果与Adams虚拟样机的结果基本吻合,最大相对误差为理论值的1.6%,在可接受的范围内,表明本文提出的四自由度绳驱动刚柔混合式波浪运动补偿机构能够实现主动波浪运动补偿。

摘要：为了减少海上集装箱货物运输中风浪造成的损坏,提出刚柔混合驱动主动式波浪补偿并联机构.基于刚柔混合并联机构的动定平台的矩阵旋转原理和几何封闭法建立位置逆解数学模型;利用空间几何原理构建机构位置正解数学模型;利用求导法则对位置逆解进行求导,建立速度雅可比矩阵与加速度的二阶影响矩阵;基于绳子是柔性变形体推导出系统刚度矩阵,探究影响系统刚度的因素和增加系统刚度的原则.利用数值模拟仿真对运动学和系统刚度进行验证,结果表明位置正逆解的输入输出误差不超过实际误差的2.25%;发现理论仿真曲线和样机仿真曲线较吻合,误差不超过7.4%,验证了运动学模型的正确性;根据刚度矩阵发现刚度影响因素对系统刚度的影响规律.通过对绳驱动刚柔混合驱动波浪补偿并联机构的实验验证,发现该机构的补偿效果均高于90%.证明研究结果为刚柔混合主动式波浪补偿并联机构的运动和机构设计提供了理论支持.

摘要：以大型国际合作物理实验阿尔法磁谱仪的制造为背景,研究了航天器热控制系统(Therm ail Control System,TCS)的结构分析方法。应用大型有限元分析软件NASATRAN分析了热控制系统关键部件的应力,根据NASA提供的校验准则,对热控制系统进行了强度校核和失稳校核,计算得到了相应的安全裕度值。计算结果表明,该结构是安全的。文中所述的结构分析方法能为其他大型航天器的分析提供有益的借鉴。

摘要：为了满足机械伺服压力机压力精确控制的需求,设计了一种位置/压力自动补偿精确控制的运动控制系统。首先,分析了发那科控制系统位置/压力控制原理;然后,在压力机上设计位置/压力自动补偿运动控制系统,系统通过回归校正算法提高了应变压力传感器的反馈精度,结合发那科伺服电机与控制器实现位置模式和压力模式的平稳切换;最终,实现伺服压力机位置和压力的精确自适应控制。对伺服压力机不同压力负载控制情况下压力反馈曲线和压力与位置的响应特性曲线进行分析,结果表明,本控制系统满足伺服压力机位置与压力控制的精度和稳定性的要求。

摘要：设计了一个基于开放式运动控制平台的机器人视觉抓取控制系统。该系统将视觉技术与机器人运动控制系统相结合,采用模块化设计,利用TCP/IP网络实时传输实现信息交互,机器人在视觉引导下完成复杂条件下的抓取作业,系统的可靠性、实时性及可扩展性都得到了提高。该系统应用于自主研发的4轴关节式机器人,运行稳定可靠。

摘要：将360°回旋喷管和二维矢量推进特性引入到喷水推进装置,通过对现有两栖机器人的运动特性、两栖环境适应性的综合分析,将中空的驱动轮与轴流叶片进行复合,设计了一种轮泵复合式的两栖矢量喷水驱动装置.根据动量定理与流道压力能损耗理论,求解了两栖喷水驱动装置的二维推力与电机转速的预估值.基于能量守恒和粘滞阻力原理建立了驱动电机转矩的预估模型.对两栖推进装置进行CFD仿真,得到了推进器内部流道的压力、速度等流动特性.最后制作了轮泵复合式推进器,测试了推进器的推力性能,得到了特征尺寸为50 mm×100 mm×90 mm的推进器转速为2 800 r/min时推力大小为6.5 N,与仿真结果对比误差小于8%,验证了该构型在水下推进的有效性和二维矢量推力特性.

摘要：以阿尔法磁谱仪(AMS-02)热控制系统中支架为对象,运用有限元方法对其关键受力部件进行了结构分析和优化设计.分析了中支架板单元的最大Mises应力和梁单元最大复合应力并进行了强度校验.计算了中支架支撑梁的屈曲临界应力,与极限工况下梁的最小主应力进行了对比.结果表明,目前设计的中支架不存在强度破坏和失稳问题,并有很高的安全裕度.在进一步的优化设计中,以减轻质量为目标函数,发现目前中支架在安全裕度范围内仍可以减轻质量16.6%.

摘要：分析了地下复杂空间无人机的技术发展与应用现状,指出地下复杂空间无人机面临单体性能不足、环境态势感知与自主导航能力有限、编队协同能力有限等问题,针对上述问题,展望了地下无人机关键技术发展趋势:①小型化轻量化一体化无人机设计技术。通过改进无人机的机械结构,提高激光雷达、深度相机等信息感知传感器与控制系统的集成度,优化电源管理系统等,最终实现单体无人机巡航速度、续航时间等性能的提升;②GPS拒止环境下态势感知与自主导航技术。攻克即时定位与地图构建(SLAM)导航与实时路径规划等关键技术难题,围绕特定场景逐步突破算法的局限性,提升无人系统的感知能力、环境适应性和鲁棒性;③有限信息下编队协同控制技术。攻克异构/同构无人机集群协同、复杂信道环境下的无线通信等技术难题,通过优化无人机群体智能控制策略、信息交互机制及任务决策协同机制等,增强集群无人系统的鲁棒性,提高无人系统在地下复杂环境中的自适应能力,进而提升无人系统的任务执行效率与成功率。