摘要：当振动体位于某边界面上方时,通常可采用半空间近场声全息技术重构三维空间声场,以便考虑该边界面反射作用对声场的影响。其中,基于等效源法的半空间近场声全息技术将反射声视为由一系列位于边界面下方的等效源辐射所得,采用自由空间传递函数即可实现半空间声场重建,原理简单,计算方便,但该方法计算精度严重依赖于等效源配置。如果等效源配置不合理,重建精度很低,甚至重建失效。而目前的等效源配置方法主要适用于自由声场。以探索适用于半空间声场的等效源配置方法为目标,通过数值仿真研究和分析,寻找合适的等效源配置方案,最终获得更高更稳定的半空间声场重建精度。

摘要：研究多输入多输出薄壁结构的板件声学贡献量及阻尼材料布置方案的优化问题。基于板件声学贡献法和熵权法,提出在多个噪声传递路径作用下的板件声学贡献方法。以一个受到多个动载激励且具有多个噪声目标点的封闭六面体薄壁结构为研究对象,建立其结构与声腔有限元模型,计算板件声学贡献。将声学贡献显著的板件分成3组,以这3组板件处所粘贴阻尼材料的厚度作为设计变量,建立反映阻尼材料厚度与目标点声压响应关系的响应面函数,构造不同目标点声压的多目标优化模型。采用快速非支配遗传算法(Fast Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ)进行优化计算得到Pareto解集,最终得到最优的阻尼材料布置方案。相较于直接在贡献显著的板件粘贴相同厚度阻尼材料的方案,优化方案中各路径目标点最大声压分别下降22.1%、22.5%、23.4%和21.4%。仿真试验结果表明,该方法降低结构传播噪声效果明显,具有可行性和实用性。

摘要：为探寻切削性能优良的仿生原型,探索不同仿生触土部件之间切削性能的差异,定义了仿生曲线的切削角,设计了7种仿生推土铲,并采用有限元法对比了各种推土铲水平方向的切削阻力,研究了在切削角为(60~90)°,工作深度分别为30mm、60mm、90mm条件下的切削阻力规律。研究结果表明:(1)大多数推土铲的切削阻力随切削角的减小逐渐递减,少数仿生推土铲切削阻力随切削角的减小先减小后增大;(2)在不同的工作深度下,各推土铲切削阻力随切削角的变化规律不同,切削性能最佳的仿生原型也不相同;(3)推土铲触土面准线曲率半径对切削阻力有重要影响,为获得较为理想的减阻效果,推土铲触土面准线曲率半径应随工作深度的增大而增大。研究对于触土部件的高效节能设计具有较重要的参考价值。

摘要：为解决大型工件现场焊接空间受限和焊缝跟踪精度受干扰的问题,提出并设计了一种自主移动焊接机器人嵌入式视觉跟踪控制系统。系统紧凑、体积小,适应现场焊接作业。提出基于核相关滤波的焊缝跟踪算法,以解决焊接时的弧光干扰问题,实现实时、精确、可靠的焊缝跟踪。该算法通过生成大量的正负样本进行分类器训练,并映射到高斯核函数空间进行计算,来提高跟踪精度和可靠性;通过构建样本的循环矩阵和傅里叶变换来减少计算量,提高跟踪实时性。在ARM嵌入式系统中实施该自动跟踪算法,完成了对移动机器人的爬行和横摆控制,并实现了焊接过程的实时纠偏。通过对大型管道V型焊缝进行焊接实验表明,帧率达到10 fps,焊缝轨迹跟踪准确,焊接表面平顺。

摘要：针对应用于车用发动机有机朗肯循环余热回收系统的某型涡旋膨胀机,基于原型机工作腔流场结构和温度分布对涡旋齿变形的影响特点,提出采用与原型机基本几何结构参数相同的变径基圆涡旋型线的设计方案,对比分析改型前、后的涡旋膨胀机排气腔和背压腔流场以及温度场分布的差异,研究改型前、后两膨胀机变形特性的差异.结果显示:改型后的膨胀机削减了两侧背压腔内部气流微团的摩擦和旋涡二次流的机械能损耗,排气腔与背压腔压力及温度分布更均匀;改型后的涡旋膨胀机拥有与原型机相似的工作能力、更小的工作腔空间、更高的等熵效率和更小的变形量.

摘要：随着无碳小车的结构设计日趋成熟化,如何让小车走出更远的距离是竞赛中不断挑战的目标。为此,利用三维软件SoildWorks建立无碳小车的三维模型并对其结构进行分析,再利用Matlab软件进行仿真分析以实现各参数的最优化,根据分析结果对原有小车进行了结构上的创新设计,最后制造出小车实物。试验结果表明:该无碳小车能实现能量利用最大化、轨迹最优化以及时间成本最低化。

摘要：电力变压器绕组受短路电磁力作用后,可能出现可恢复的弹性变形或不可恢复的塑性变形。文中通过电磁-结构耦合有限元分析,对短路电流冲击作用下的变压器绕组弹、塑性变形特性进行理论分析和三维数值模拟,以揭示绕组弹性和塑性变形机理。首先通过有限元电磁计算分析了绕组内部短路电磁力分布,其中绕组线饼的周向电磁力分布不均是导致绕组变形的重要原因。在弹性变形计算的基础上,依据材料学的弹塑性变形分析理论,构建了绕组累积变形的量化分析模型,能够反映多次短路电磁力作用后绕组变形的累积效应。最后,以一台110 kV/25 000 kVA、双绕组电力变压器模型为例,进行绕组弹、塑性变形计算。结果可以为变压器绕组动稳定性能和绕组塑性变形预测研究提供理论参考。

摘要：利用有限元前处理软件HyperMesh建立了某轿车车身结构的有限元计算模型,再通过Optistruct求解器对车身有限元模型进行模态分析及静态弯曲刚度分析和静态扭转刚度分析。经有限元仿真分析得到该轿车白车身的模态和刚度数据,结果证实该轿车车身结构满足设计要求。将其与试验得到的结果进行对比,验证了此次有限元分析的正确性、合理性和可靠性。

摘要：转向系统是FSAE赛车的重要组成部分,其设计水平直接影响赛车的操纵稳定性。以提高转向响应的速度为目标,分析了转向系统的转向力,确定了转向系统结构参数的合理取值范围。利用Adams软件优化设计了转向断开点的坐标,结合转向力和转向断开点的坐标,利用Matlab软件对理想阿克曼转角关系进行分析矫正,完成对转向梯形结构参数的分析优化。仿真结果表明:利用转向断开点的最佳空间坐标,不仅可以减少轮胎上下跳动对转向系统的冲击,而且可以减少前束角大小和轮胎磨损,保证了转向系统良好的操作性能和高速过弯性能。

摘要：利用高压反应釜在100℃/10.34 MPa的超临界二氧化碳(CO_2)作用下制备不发泡和发泡聚乳酸(PLA)样品,用偏光显微镜(POM)观测不发泡PLA样品中产生的球晶形态,并用广角X射线衍射仪(WAXD)分析其晶型,用扫描电子显微镜(SEM)观测PLA发泡样品中的泡孔结构,研究了PLA在不同保温时间下球晶形态和晶型的变化对泡孔结构的影响。实验结果表明,在保温时间较短时,PLA中产生的晶型以分子链堆栈较松散的α'晶为主,但随着保温时间的增加,发生了部分α'→α晶转变,且PLA中形成的球晶尺寸变大、界面面积增加,从而成核点数量增加;然而,球晶长大后相互碰撞使得界面之间的挤压程度增加,同时CO_2溶解度随着无定形区域的减小而降低,大大限制和阻碍了气泡的生长,最终导致PLA发泡样品中的泡孔平均尺寸减小、泡沫密度增加、体积膨胀倍率降低。