摘要：在工程中通常采用大面积敷设均匀阻尼材料的方式实现结构振动抑制,但是大量阻尼耗材的使用导致结构重量增加,而且振动抑制效率不高。声学黑洞(Acoustic black hole,ABH)作为一种新型轻质阻尼,通过结构厚度剪裁实现以高效波能量聚焦与耗散,近年来受到广泛关注。该研究提出“桥式”声学黑洞阻尼结构(Bridge-ABH,B-ABH)设计,将声学黑洞结构内嵌于阻尼层材料中,提升结构的振动能量耗散效率的同时减轻结构重量。通过有限元仿真建立B-ABH结构数值模型,研究了具有高损耗特征的B-ABH阻尼材料结构波能量传播特性。同时通过对B-ABH阻尼结构振动机械能流分析,探究了B-ABH结构特性对高阻尼材料中的能量耗散效率影响,揭示了B-ABH阻尼结构振动抑制机理。此外,采用附加质量进一步提升结构低频振动效果。研究结果表明,附加质量B-ABH阻尼结构相比较均匀阻尼层质量减少30%的同时,结构振动抑制在10~1 000 Hz频率范围内平均降低了4.6 dB。

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：500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter aperture spherical telescope,FAST)是人类探索宇宙的重要工具,FAST反射面的支承索网结构是一种轻量便捷的新型驱动机构,但是柔索只能承受张力,且刚度很小,定位精度低,这使得动态特性建模和分析十分困难。利用变分原理建立FAST反射面的支承索网结构的数学模型,该模型引入了大量非线性方程组,针对求解该非线性方程组提出一种逐层替代法算法,采用该算法能够求解FAST数学模型,进而得到FAST反射面索网结构的初始状态及其索网中各个主索端点处的拉力和索网中各节点的位置。这种算法为FAST索网中各节点在拉索拉力作用下由初始状态调节到张紧状态给定了精确的参考位置;同时也为FAST索网由张紧状态到工作状态的数学模型的非线性方程组提供解的初值。为了验证该算法求解FAST的缩小模型,从计算结果来看采用该方法所求得解的精度远远高于设计要求。

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：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：为解决微动平台末端六维位姿的高精度测量问题,研究基于双光束激光干涉仪的位姿测量方法。利用空间正交布置的三台双光束激光干涉仪,测量微动平台上3个待测平面的线位移和角位移,通过测量系统的数学模型计算得到微动平台的六维位姿。建立了测量系统的数学模型,设计了高精度的简化求解方法,分析了各系统误差对测量结果精度的影响,为建立微动平台高精度位姿测量系统提供了理论基础,并成功应用于实际微动平台的标定。