摘要：传统塑性变形理论基于唯象方法,主要依赖于开发者的经验并通过拟合已得到的实验数据来获取,具有强烈的局限性。随着材料微观结构和力学性能的复杂程度不断提高,开发更为复杂的唯象本构模型已经极其困难。材料模型不通用、难以联系材料性能和制造过程成为制约塑性成形加工的主要问题之一,也为塑性理论的发展提出严峻挑战。人工智能与数据科学的发展为材料和机械科学带来了新的机遇,随着材料设计和应用的快速发展,不需要传统的显式本构模型,反映材料微观结构和宏观性能之间关系的塑性变形理论建模方法应运而生。其中,以物理规律增强神经网络建模、高效多尺度聚类分析、数据驱动免本构建模为代表的理论建模新范式具有其鲜明的特色和显著优势,是极具潜力的模拟预测方法。通过对这3个方面的总结梳理,探讨了人工智能赋能和数据科学驱动的塑性理论建模及多尺度模拟技术开发的发展现状与未来趋势。

摘要：低速机结构复杂,其关键摩擦副的性能对船舶运营的经济性、安全性和稳定性有重要影响,然而,目前对低速机摩擦学问题的理论和试验研究很少。对船用低速机关键摩擦副进行建模分析,并对摩擦力进行无线测量验证。结合多体动力学和混合润滑理论建立了低速机关键摩擦副的多学科耦合仿真模型,实现对各摩擦副性能的预测;进而,基于间接测量思想,提出了低速机移动副摩擦力无线测量方法并开发了测量系统,在发火工况下实现了摩擦力的在线测量。研究结果显示:低速机摩擦力的仿真结果与试验结果趋势吻合,仿真和试验的最大摩擦力误差小于5%;十字头轴承的仿真载荷与试验载荷也吻合较好;低速机填料函的系统油消耗量仿真结果与试验观测值的误差小于3%。相关结果证明了所提建模和测量方法的可行性,为低速机摩擦学设计和节能减排提供了支持。

摘要：3D打印技术在航天、军工、机器人等领域应用广泛,但也存在诸多问题,如阶梯效应所带来的叠层误差、2.5D制造原理导致的打印零件各向异性、支撑结构的打印及后处理导致的耗时和耗能等问题。针对上述不足,该文提出一种回转式曲面分层3D打印方法,对多自由度回转式3D打印设备的设计方法进行研究,通过构型综合和尺度综合确定了打印机构型及结构参数,提出了曲面打印路径规划方法。通过联合仿真与样机实验,验证了3D打印设备构型综合与尺度设计的有效性,为打印装备创新设计、曲面打印过程规划策略及相关实验研究提供了新思路。

摘要：结合合作博弈理论和装配产品公差稳健设计建模,提出一种基于Nash仲裁均衡的公差稳健设计方法.首先将考虑稳健设计要求的装配产品质量与成本视为多目标优化对象,通过建立博弈决策方、效用函数,对各博弈方策略进行归属分类,将装配质量和成本多目标优化问题转化为多目标博弈决策问题,并建立相应的博弈模型及效用矩阵,最后采用合作博弈中的Nash仲裁法进行优化求解.该方法应用于车身前端装配总成的公差设计案例,通过与单目标优化方法比较,说明了其工程应用的有效性.

摘要：电卡效应是一种新型凝聚态制冷效应,其来源于极性材料的电致相变导致的偶极有序度的可逆调控.由于使用电容型场效应(无载流子输运),电卡制冷循环能量可逆性好、介电损耗低,在单次极化-退极化循环中材料能量回复效率接近85%.因此,电卡制冷器件具有理论能效高、制冷功率密度大、器件集成度高、易维护、噪音低和尺寸缩放可控等优点.同时,由于其直接使用电能作为驱动,无需压缩机、永磁体等触发二次能量转换,能更方便地与民用、商用环境结合.综合各项指标,电卡效应具有的潜在技术优势不容忽视,被国际上多个组织认为有望成为一种大规模应用的替代制冷方式.然而,目前电卡制冷系统所使用的各类单相材料各自存在难以突破的缺陷.为了结合不同体系材料的优势,设计并制备复合材料是领域内重要的研究方向.综述电卡制冷复合材料的发展与其在柔性制冷/热泵系统中的应用,并展望电卡固态热管理技术在一揽子零碳技术中的未来发展方向与潜力.

摘要：飞机起落架放下和收起状态作动筒的剩余行程是起落架装配准确度的重要指标,起落架舱内定位孔的制造误差是影响剩余行程的重要因素。以某国产飞机起落架为例,将直接线性法(DLM)用于剩余行程对定位孔的敏感度分析,提出了基于主成分分析法(PCA)的剩余行程偏差建模与容差优化方法。通过偏差模型预测剩余行程偏差分布,根据偏差模型对定位孔进行容差优化将剩余行程的偏差分布集中在原点附近,提高起落架装配准确度。

摘要：轿车滑移门与白车身的匹配精度直接影响到整车风噪声和外观品质。导轨的安装定位以及支架滚轮的装配精度是滑移门安装定位点装配偏差的主要影响因素。通过分析导轨与滚轮的空间装配尺寸关系,得出了滑移门在白车身对应定位点的偏差计算方法,在此基础上利用公差模拟软件Vis_VSA建立某车型滑移门的装配偏差模型,对装配偏差匹配尺寸分布进行仿真计算。该方法有助于提高尺寸公差的仿真精度,为合理分配滑移门定位点设计公差,提高滑移门匹配精度提供了设计依据。

摘要：基于产品设计三维模型进行装配偏差仿真分析是提高产品装配精度的必然趋势。针对装配偏差分析过程中各类零件定位、测量等几何特征的提取与重构,采用OSG技术对STL模型进行显示渲染和种子点的拾取操作,在点边拓扑关系重构基础上以边的二面角作为判断准则以识别特征边,并自动提取所拾取特征的几何参数和添加相应公差信息。该方法充分利用了STL模型体积小、通用性强等优点,为构建独立于三维造型平台的装配偏差分析系统提供了可靠的输入基础。

摘要：车身在线检测的应用成为越来越普遍的趋势,同时也带来了如何有效应用在线检测的100%测量数据的问题。传统的尺寸偏差诊断方法的数据存在依赖工程经验进行诊断报警,费时费力且准确度低的缺点;提出了用时间序列模式识别和主成分分析(PCA)相结合的方法来进行白车身尺寸偏差诊断,实现误差源模式识别和自动报警诊断,并开发相应工具软件在轿车车身实际生产中得到成功验证。

摘要：滑动轴承广泛应用于旋转机械中,其静动态参数对旋转机械的运转有很大影响。确定滑动轴承的静动态参数依赖于轴承的油膜压力分布,Reynolds方程是油膜压力计算的基础。对于具体轴承参数计算,传统方法是利用已知的给定偏心率和宽径比下的轴承静动态参数进行曲线拟合,通过反推实际轴承的偏心率和偏位角,然后进行压力分布计算。这种逆运算不太方便。基于有限差分法,采用MATLAB软件编程计算,利用实际轴承已知外力和宽径比直接求解完整二维流动Reynolds方程得到油膜压力分布曲线,进一步利用改进方法设计计算实际轴承参数,取得较好的计算精度,使圆瓦轴承参数计算更为简便。