摘要：针对难变形合金的加工成形方法进行研究,运用Deform-3D有限元软件与SolidWorks三维机械设计软件建立了二辊轧机轧辊的电磁感应加热模型,通过模拟不同电流密度、电源频率和轧辊转速下轧辊的电磁感应加热过程以及不同冷却条件下轧辊的在线感应加热过程,分析了轧辊温度场的变化规律,最终得到合适的轧辊电磁感应加热参数。制作了专属轧辊的感应加热线圈,根据模拟中所得出的参数进行了轧辊电磁感应加热实验验证,成功将轧辊加热至600℃以上,辊面温度实测值与计算值吻合良好,证明了所建立模型的准确性,有望在800℃以下实现TiAl合金的近等温轧制。

摘要：选用工程中常见的单箱双室和单箱三室截面形式,按照相似理论设计制作了14个缩尺比例为1∶10的钢箱梁试验模型,在一定的药量和爆炸距离下,通过改变钢箱梁试验模型的高度、顶板厚度、U肋的间距和厚度、横隔板及纵板的间距和厚度等结构参数,对其进行了近距离爆炸的破坏性试验。试验表明:超压值的大小与钢箱梁顶板的破坏状态有关;运用能量法可以很好的预测钢箱梁结构顶板的塑性变形值及顶板破损状态和破损的程度;破坏状态与破坏程度是一个多参数共同影响的综合结果,顶板厚度、U肋、横隔板间距等参数可以提高钢箱梁顶板的抗爆能力,尤其是U肋的约束作用尤为显著,破坏程度的降低幅度达到80%以上。

摘要：在刀柄上直接嵌入或沉积薄膜传感器是实现在线测量切削力的有效方法之一,研究了螺钉紧固与法兰结构刀具系统,建立了10种刀杆截面图谱;螺钉紧固结构截面采用阶梯赛车道方案,在相同条件下,该结构输出电压是初始结构的2倍;法兰结构截面采用四面凸台方案,建立了刀具模型各分段长度与初始惯性矩的关系;利用ABAQUS对这两种结构进行了有限元仿真,螺钉紧固结构刀杆截面处应力是初始刀杆的两倍,法兰结构的应变分布关于形变中性层对称,结果表明两种结构均可提高测力系统输出特性。

摘要：由于城市交通流具有高度的复杂性,路网内存在的非重复性干扰会使迭代学习的交通控制系统动态性能变差。因此,提出了一种卡尔曼滤波器和迭代学习的交通信号复合控制方法,以进一步改善控制系统的鲁棒性和抗干扰能力。该控制方法首先利用卡尔曼滤波器对系统的状态进行观测,在含有随机噪声干扰的情况下,估计系统的最优状态;其次设计了带遗忘因子的迭代学习控制方法,遗忘因子可增强对大幅扰动的抗干扰能力,再通过迭代学习逐渐跟踪系统的参考轨迹;最后,对该算法的收敛性进行了数学证明,而仿真的实验结果也表明在扰动环境下利用提出的方法可以降低干扰对控制系统的影响,在一定程度上提高了道路通行能力、减少了交通拥堵。

摘要：针对矿井车辆在巷道实时避障过程中参考轨迹的平滑性问题以及在轨迹跟踪过程中转向角突然变化对矿井车辆结构和转向部件造成损伤问题,设计了1种改进的基于空间模型预测控制(SMPC)算法的矿井车辆避障控制器。该设计结合模型预测控制原理和曲线坐标系,将笛卡尔坐标系下的基于时间t的车辆运动学模型转换成曲线坐标系下基于空间s的偏差模型,采用泰勒线性化处理和欧拉法离散,推导出矿井车辆偏差模型的预测方程;在轨迹跟踪部分建立目标函数优化车辆转向曲率的一阶、二阶导数和横向位移偏差值,在轨迹重规划部分建立目标函数优化横向偏差值及其一阶、二阶导数,并结合障碍物信息和巷道边界信息设置边界函数;将目标函数转换为二次规划问题求解最优控制序列。模拟井下巷道环境搭建仿真平台,对本文提出的矿井车辆避障控制器进行实时仿真验证。结果表明,改进后的控制器在轨迹跟踪方面能够保证车辆与参考轨迹之间的横向位移偏差控制在0.2 m以内,航向角偏差控制在0.09 rad以内;与传统的MPC控制算法相比,改进后的控制器具有更加优秀的精确性和平稳性;在实时避障方面,控制器控制性能会受到道路曲率的影响,但无论是在单个障碍物还是连续多个障碍物情况下,车辆都能够避开障碍物,获得平滑的转向输入和平滑、精确的行驶轨迹。

摘要：为了满足提高立体车库结构稳定性的要求,根据植物结构特征建立了生物模型,从仿生学角度将植物结构应用于立体车库,从而达到提高立体车库稳定性的目的。云杉整体结构呈现为塔状,其主干粗壮,侧枝分层,根据云杉的上述特点并结合工程应用设计仿云杉多层环形塔状结构升降式立体车库。根据仿生立体车库结构建立其多自由度力学模型,利用传递矩阵方法建立力学模型频率方程并进行模态分析,接着运用MATLAB模拟对比仿生立体车库和直筒型立体车库在外界激励下的响应。结果表明:两种结构立体车库受到相同外界激励时,仿生立体车库各阶固有频率均大于直筒型立体车库,而且其各层振动位移、速度的幅值、标准差相较于直筒型立体车库对应位置均更小,验证了仿生立体车库抵抗外界激励的能力更强,结构更加稳定。

摘要：超声复合加工的加工能力与变幅杆的振动特性有关,为了提升材料利用率,利用模态分析法对四种常用几何形状,及铝合金、钛合金和45钢三种材料的变幅杆进行了模态分析。结果表明:在理想轴向振动模态下,四种几何形状中,指数形的固有频率最高,其中钛合金指数形变幅杆的仿真频率与设计频率最接近;铝合金圆锥形变幅杆的频率与泊松比、密度呈负相关,与弹性模量的呈正相关;四种几何形状中,阶梯形变幅杆固有频率范围最宽,圆锥形变幅杆最窄。对于需要频繁更换工具头的超声系统可选用固有频率的范围较大的45钢阶梯形变幅杆。以上结论为超声复合加工中变幅杆选材提供了参考。

摘要：由于新型双"H"型硅谐振式压力传感器与传统振动筒式和单梁硅谐振式等压力传感器在新旧替代方面存在冲突,基于GD32单片机定时器计数和中断定时技术,研制了一种双频率采集合成系统。该系统搭建了基于GD32F405RGT6单片机多个定时器同步计数电路,实现双频20 ms同步采集。在此基础上,提出了一种单片机定时器定时中断控制I/O口翻转电平从而输出方波的数频转换方法,并设计了一种双频率合成误差补偿方案,使双频合成最大理论误差从51.15 Pa减小为0.127 9 Pa。实验结果表明,在大气环境-45℃~+85℃、大气压力2~266 kPa条件下该系统可正常工作,输出单频范围为4~10 kHz,双频采集合成误差均小于传感器测量量程的0.005%。该系统数字电路板体积小,可以集成到新型双"H"型硅谐振式压力传感器电路中,很好地满足了大气压力检测监控用硅谐振式压力传感器双频率采集合成输出的要求。

摘要：针对人体各部位疲劳损伤问题,提出基于精细积分法的人体各部位动力学响应与分析方法。以人体生物力学为基础,根据拉格朗日方程,构建七自由度人体与起重机-轨道相耦合的系统动力学模型,结合起重机优化参数,通过精细积分法求解人体各部位振动响应。将计算结果与现有人体各部位疲劳损伤标准进行对比,分析人体各部位损伤情况及振动舒适性。结果表明,人体各部位疲劳程度随轨道缺陷增加而急剧增加;在起重机设计时选取合适的座椅参数时可以提高头部振动舒适性,降低人体头部不适和其他部位的损伤概率。

摘要：对γ-石墨炔进行剪切可以得到零维γ-石墨炔纳米点(γ-GYND),采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法,利用γ-石墨炔纳米点和锯齿型石墨烯纳米带理论设计了三种连接方式的分子磁隧道结(MMTJ),并研究了这三种磁隧道结的输运性能。研究结果表明,γ-石墨炔纳米点和锯齿型石墨烯纳米带连接方式不同,所构建的几种分子磁隧道结输运性能不同,即随着电压的增加,三种分子磁隧道结中电流的变化趋势不同,虽然都观察到了明显的自旋过滤效应和巨磁阻效应,但自旋极化率和隧穿磁阻不同,其中隧穿磁阻最大可达10^(9)%量级,这一数值远高于传统磁隧道结,实验上这一数值只有18%。以上结果表明,γ-石墨炔纳米点和锯齿型石墨烯纳米带所组成的磁隧道结可以应用于自旋电子器件,也可用于通过改变电压或磁场信号得到相应的电流从而起到信息传递作用的分子传感器。