摘要：为了对柔性微位移放大机构进行优化设计,有必要对柔性铰链及柔性放大机构进行参数化分析与研究。提出了一个通用的结构参数ε,探讨了ε对不同柔性铰链柔度系数的影响规律,并横向比较了常用柔性铰链的柔度特性。另一方面,基于柔度特性的影响分析,提出了新的参数柔度比λ,重点分析了不同柔度比λ的柔性铰链主要输出位移形式的灵敏度。以实际的桥式柔性微位移放大机构为例,利用参数ε和λ实现了该柔性放大机构的参数化设计,并用有限元软件进行了仿真计算。实验测量结果表明,对基于柔性铰链的柔性微位移放大机构进行参数化设计,最终输出位移行程与有限元仿真设计的结果误差率为3.80%。基于柔性铰链的结构参数ε和柔度比λ对柔性放大机构进行参数化设计是可行且正确的,有利于这一类柔性放大机构的优化设计。

摘要：公路运输是煤炭运输的重要一环,为提高经济效益,煤炭运输车正日益趋向于重型化发展,使得对驱动系统动力性和经济性的要求越来越高。传统柴油机驱动存在污染严重、油耗高等问题,而电驱动存在动力不足、续航能力差等问题,单一动力驱动难以很好满足重型煤炭运输车动力与环保需求。为提高重型煤炭运输车驱动性能并实现节能减排目标,基于重型煤炭运输车系统结构提出了一种新型分布式混合动力驱动系统,并对其控制策略进行了建模和仿真研究。首先,基于将多个动力源分别布置在重型煤炭运输车牵引车和挂车上的设计思路,设计了一种连接型分布式混合动力驱动系统,主要由柴油发动机、驱动电机、变速箱、动力电池组和多台轮边电机等装置组成;其次,通过对不同工作模式下的能量流向进行分析,设计了基于最优转矩的分布式混合动力驱动系统逻辑门限控制策略,根据分布式混合动力系统工作模式特点提出了不同工作模式下转矩目标值的分配方案,并在MATLAB/Simulink软件中搭建了控制策略模型;然后,根据重型煤炭运输车的实际行驶情况,参照相关国家标准建立了重型煤炭运输车循环工况;最后,将控制策略导入CRUISE软件,与所搭建的整车动力系统仿真模型进行了联合仿真。仿真结果表明:所设计的控制策略能够对发动机和电机的转矩进行合理分配,使得发动机和电机始终在高效率区域工作,动力电池也保持在充放电高效区间;相比传统柴油机驱动方式,在整车牵引质量基本不变的前提下,可实现最大爬坡度增加70%、最高车速提高42.8%、0~30 km/h加速时间缩减34.2%、百公里综合油耗降低17.8%;通过混合动力改造和合理制定控制策略,车辆各项指标较原车均有明显提升。

摘要：变体飞机能够改变自身外形适应不同的飞行状态,提高飞行性能,其设计涉及气动、材料、结构等多个学科。本文采用零泊松比蜂窝结构的材料作为柔性蒙皮,设计了一种具备机翼参考面积不因弯度改变而缩减的特点的机翼后缘无缝偏转机构,研究了变体机翼后缘机构多学科设计与优化方法。优化结果表明,优化后的机翼巡航和起降状态都具备良好的气动性能,不但柔性蒙皮可产生大尺度拉伸变形,而且后缘结构均能满足刚度、强度等性能指标,同时机翼结构质量相比初始设计减轻了18%。文中研究的变体机翼多学科优化设计方法,能够快速有效地完成变体机翼无缝偏转后缘优化设计。

摘要：考虑深切口椭圆形柔性铰链比其他常用的柔性铰链更适用于具有大行程要求的柔性机构,本文对其进行了优化设计。建立了深切口椭圆形柔性铰链的刚度模型,探讨了结构参数对其转动刚度的影响。分析了深切口椭圆柔性铰链的柔度矩阵,利用Newton-cotes求积公式简化了柔度系数的计算,在此基础上构建了多目标加权优化模型,利用模糊优化设计方法对各结构参数进行了优化设计。优化结果表明:绕Z轴旋转的角位移提高了16.72%;绕Y轴旋转角位移下降了16.01%;沿X轴、Y轴和Z轴产生的线位移分别下降了10%、29.33%和51.84%。数据显示:经过优化的柔性铰链在所期望的Z轴方向上的转动能力得到了提高,同时抑制了其他方向上的运动能力,从而提高了柔性铰链的整体运动精度和结构柔度,可用于高精密、大行程光波导封装定位平台。

摘要：针对目标位置未知的情形,研究了多自主体系统多目标一致巡航控制问题.由于目标的位置是未知的,首先,基于方位角测量和通信拓扑,设计估计器估计目标的位置.接着,为每个自主体设计一个分布式估计算法协作估计多目标中心.然后,结合前面的估计,为每个自主体设计一个新的一致巡航控制器,保证所有的自主体绕着目标中心以事先规定的半径执行一致巡航任务,并且利用稳定分析方法严格分析了算法的收敛性.结果表明,通过对6个自主体一致巡航4个目标的数值仿真,目标位置估计误差和多目标中心估计误差均渐进收敛到0的领域内.因此,验证了算法的正确性和有效性.

摘要：由于超声电机的预压力易受外界干扰而发生变化,为其在受过载时预压力保持基本恒定,基于PMR40型超声电机,设计了一款开槽碟形弹簧(碟簧),作为缓冲件来改进电机结构,并建立了整机冲击动力学模型。在最高冲击加速度为1000g^5000g轴向过载下,碟簧对电机预压力的影响进行分析。结果表明:电机在受到最高加速度在1000g以下时,碟簧对预压力维持作用非常明显,无碟簧和含碟簧结构电机预压力变化率分别为28.1%和10.0%;受冲击加速度在2000g以上时,碟簧对电机预压力的维持能力有所下降,但其缓冲作用可降低预压力变化,从而使电机工作相对稳定。该研究对适用于过载下超声电机的设计具有指导意义。

摘要：以125clla-13型船用离心泵为研究对象,研究叶片出口边侧斜对船用离心泵振动和水动力噪声的影响。首先对出口边非侧斜和侧斜两种叶轮模型泵进行全流场非定常数值计算,提取蜗壳及泄漏流道壁面脉动激励作为载荷,对两种模型泵进行基于模态响应的振动计算和基于边界元法的水动力噪声计算,并对非侧斜出口模型泵进行振动测试,经试验验证,模型泵振动噪声数值预测具有一定可行性。进一步对比两种出口方式模型泵计算结果,分析表明:叶片非侧斜出口模型泵振动加速度计算结果整体高于叶片侧斜出口;两种出口方式模型泵声功率随工况变化趋势一致,设计工况声功率最小,大流量工况声功率最大,叶片侧斜出口模型泵声功率和声压级都明显低于非侧斜出口,且声压级降幅从APF到4BPF大致呈上升趋势。从减振降噪角度考虑,叶片侧斜出口方式优于非侧斜出口方式。该研究可为船用离心泵减振降噪设计提供参考。

摘要：针对1 000MW压水堆核电站主泵水力性能要求,在对核主泵进行水力设计和三维造型的基础上,采用CFD技术对失水事故工况核主泵气液两相流进行数值计算,并分析了失水事故工况下的核主泵气体分布,不同空泡份额工况下气体在流道内变化,以及空泡份额、冷却剂温度对核主泵扬程、效率的影响。计算结果表明:事故工况核主泵叶轮内气体主要分布在叶轮轮毂附近区域;沿叶轮轴向方向含气量逐渐增高,而沿径向方向含气量逐渐降低;当空泡份额在15%范围内,随着空泡份额的增加,扬程由113m降低到85m,效率由75%下降到65%,但仍能正常工作;当空泡份额大于15%,泵性能急剧下降,扬程下降到48m,效率也降低到31%,泵丧失正常工作能力;冷却剂温度在270～350℃范围内,随着冷却剂温度增加,效率、扬程变化很小,但当温度超过350℃,主泵的性能急剧下降,致使主泵无法安全运行。

摘要：首先进行了多轴向与单轴向振动疲劳的理论分析,指出了二者之间存在的差异;然后对典型试件分别进行了多轴向同时振动、单轴向振动以及单轴向依次振动疲劳试验,并且对试验结果进行了对比研究。结果表明:与单轴向振动相比,试件在多轴向同时振动环境中的疲劳失效时间、裂纹源的位置以及裂纹扩展方式均存在差异,多轴向同时振动更容易使结构产生疲劳损伤,具有更短的失效时间。从而证明了开展多轴向振动试验的必要性。

摘要：为了总结圆窗激振式人工中耳压电作动器设计的优化准则,分析了压电作动器关键设计参数对圆窗激振听力补偿性能的影响.首先,采用集总参数法构建了考虑作动器内部结构的压电作动器-人耳耦合力学模型;然后,通过与实验测量的正向、逆向传声下的镫骨速度进行对比,验证了所建模型的可靠性;最后,基于该耦合力学模型,系统分析了压电作动器的质量、耦合层刚度、支撑刚度及初始压力对圆窗激振等效声压级的影响.结果表明:压电叠堆质量及作动器外壳质量的增加都会恶化作动器高频补偿性能,耦合层刚度的增加会提升中高频段的补偿性能,支撑刚度的增加则会提升作动器低、中频段的等效声压,初始压力对圆窗激振性能影响相对较小.