摘要：为了获得TiC铁基合金粉末在316L不锈钢上的激光熔覆最佳工艺参数,提出了一种基于遗传算法优化的反向传播(BP)神经网络的激光熔覆参数优化方法。设计三因素五水平的全因子试验,测量了熔覆层的宏观形貌和平均硬度,建立输入参数(激光功率、扫描速度、保护气流量)和响应量(熔覆层宽度、熔覆层高度、稀释率、显微硬度)的神经网络模型。以多元非线性回归分析工艺参数对响应量的影响,并以综合灰关联度表征熔覆层的综合性能,寻优得到最佳参数。试验结果表明,激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、稀释率和显微硬度的影响明显,而保护气流量对熔覆层高度影响最显著,遗传算法优化的BP神经网络模型各响应量模型的拟合优度均达到0.85~0.91之间,GA-BP模型精度良好,当参数为1090 W,扫描速度为4.4 mm/s,保护气流量为10 L·min^(−1),综合性能最佳,表明BP神经网络算法适用于激光熔覆层质量控制和参数优化。

摘要：驱动桥壳轻量化设计对于提高承载能力、降低生产成本具有重要的意义.本文在驱动桥壳有限元分析和疲劳分析计算的基础上建立驱动桥壳多目标优化模型,对重型卡车驱动桥壳进行参数化设计,建立正交试验表,利用田口方法和综合评价方法对驱动桥壳的疲劳性能稳健性和质量进行优化设计.优化结果表明,此方法可以应用于驱动桥壳的多目标优化,优化后驱动桥壳的疲劳稳健性能得到提高,减轻了质量,因此节约了桥壳材料,降低了生产和运营成本,提高了设计水平.

摘要：带式输送机承载物料截面积的计算方法是确定输送带宽度的关键因素,直接影响到带式输送机系统的经济性。对带式输送机承载物料截面积计算方法的发展历程进行了回顾与分析。对当前主流的DIN22101,ISO5048和CEMA的截面积计算的物料堆积表面轮廓线和空边距进行了比较分析。通过将截面积计算式级数展开,给出了理论与数值计算的对比分析,证明了当采用相同的结构与物料参数时,承载物料理论截面积从小到大依次为:圆弧计算式、DIN22101计算式、ISO5048计算式;DIN22101承载物料截面积的计算式形式简洁,但需要将动堆积角转换为等效堆积角;CEMA(圆弧计算式)承载物料截面积的计算方法输送量的裕量较大、特别是大带宽情况下,降低了系统的经济性,计算式不够简洁;ISO5048承载物料截面积的计算式具有简洁的形式,建议在制定国家标准时采用。

摘要：为了研究地铁车辆枕梁服役安全性问题,考虑到大量疲劳实验耗时长且成本高,利用虚拟实验方法对枕梁结构疲劳寿命进行评估,根据EN12663-1标准设计枕梁静力实验,获得枕梁表面特征点的应力值和位移值;然后对枕梁进行有限元建模并仿真,对比静力实验结果,调整后获得与枕梁实际结构相符的有限元模型;最后利用Monte Carlo方法,进行地铁车辆枕梁在恒幅载荷与变幅载荷作用下的虚拟疲劳实验.研究结果表明:在标准规定的恒幅载荷作用下,该地铁车辆枕梁寿命大于1 000万次载荷循环的可靠度约为0.73;在变幅载荷作用下,寿命大于1 000万次载荷作用的可靠度约为0.81;因此,该地铁车辆枕梁完全满足设计与使用要求.

摘要：圆管带式输送机是近年来受到广泛关注与应用的特种带式输送机。对圆管带式输送机结构设计与改进、设计计算方法、性能的理论研究与测试等进行了回顾;通过总结国内外圆管带式输送机实例和研究进展,分析了输送带宽度与管径的关系、输送带弯曲性能、运行阻力等方面的问题,梳理了圆管带式输送机的发展趋势。针对目前设计机理与输送带特性相关概念混淆的问题,从力学的角度明确了成形力、接触力(反弹力)、成槽性和横向弯曲刚度的关系,分析可知接触力包含输送带的重力,不能直接反映输送带的横向弯曲刚度,建议用成形力来表征输送带弯曲性能或横向弯曲刚度。根据实际应用和CEMA(Conveyor Equipment Manufacturers Association)推荐的输送带搭接宽度,指出了国内现行标准存在搭接宽度过大的问题,建议采用带宽管径比来表示带宽与管径的关系,并提出了搭接宽度的计算式。由于圆管带式输送机的圆管直径由外径表示,但输送带的厚度对承载物料截面积影响显著,给出了考虑输送带厚度和搭接宽度的确定圆管带式输送机带宽、管径的新方法及圆管带式输送机的成管阻力、成形阻力和曲线段阻力的修正计算式。所提出的计算方法考虑了输送带的横向刚度和张力等影响因素,与现有方法相比更接近于实际,且已经在圆管带式输送机工程设计中应用,为圆管带式输送机的进一步发展提供了依据。

摘要：对服役多年的高速列车用7N01铝合金材料进行疲劳裂纹扩展速率试验,其对数坐标系中的疲劳裂纹扩展速率da/d N与应力强度因子ΔK的关系呈折线形式。与未服役材料对比,在裂纹扩展初期阶段,裂纹扩展速率降低。选取两种原始铝合金材料进行107次预循环应力作用后的疲劳裂纹扩展速率试验,研究低于疲劳极限的预循环应力对材料断裂力学性能的影响。结果表明:经预循环应力作用的材料,其da/d N与ΔK的关系曲线在裂纹扩展初期(对应于低应力强度因子阶段)均出现折转现象。对试验数据的回归分析表明:预循环应力的作用使得材料的断裂力学性能有所提高,预循环应力对材料产生"锻炼"效应。

摘要：工业机器人具有工作空间大、结构紧凑、灵活性好等优点,但工业机器人机械臂的串联结构形式使其整体刚性存在不足。机器人的末端负载完全由关节处的伺服电机分担,增加了机械臂的驱动功率及能耗。针对上述问题提出一种具有机械手臂的机器人结构,机器人大臂和小臂采用平行四边形框架及对角线驱动的结构形式,利用平行四边形框架平衡外部弯矩作用。仿真结果表明,与工业机器人相比,在仅有外部重力负载作用时大臂的驱动功率可以降低20%~80%,小臂的功率与工业机器人相当;在仅有外部弯矩作用时,无需消耗电机的驱动功率,从原理上降低了机械臂的驱动功率及能耗。此外,对机器人整体刚度进行计算,计算结果表明,此机器人的整体刚度优于工业机器人,有利于提高机器人在搬运、码垛等作业中的负载能力。

摘要：针对随机载荷下的疲劳可靠性,为能实现用小样本量的或大分散性的寿命数据获得较精确的寿命评估结果,基于样本集聚原理,改进应力-寿命关系曲线的获得方法,介绍逐渐缩小区间搜索方法和考虑材料分散性和随机载荷下的疲劳可靠性模型。逐渐缩小区间搜索方法的核心思想是区间逼近,每次搜索循环后均会缩减最优值的范围,至满足设定容差的结果停止搜索,并拟合应力-寿命关系曲线。基于此关系曲线,由确定应力到随机应力,再到服役工况种类的随机性,逐步建立疲劳可靠性模型。应用提出方法评估一服役后铝合金构件的疲劳寿命。结果表明,逐渐缩小区间搜索方法可在短时间内获得高精度的P-S-N曲线,提出的疲劳可靠性模型贴近工程,传统疲劳可靠性模型的结果偏于保守。

摘要：故障模式、影响与危害度分析(FMECA)和故障树分析(FTA)都是表达故障因果关系并检索故障信息的方法。由于FMECA不适于多因素分析、FTA手动建树过程复杂等原因,限制了这两种方法的应用。本文探索FMECA与FTA之间信息的关联性,将两种分析方法结合起来,建立了一套基于FMECA自动绘制故障树的方法。利用C#语言和SQL数据库开发了计算机辅助软件,并以航空涡扇发动机为案例进行了分析,验证了基于FMECA自动绘制故障树方法的正确性和计算机辅助软件的实用性。

摘要：为研制出一种符合人体肘关节参数的变刚度关节结构,使其在实际应用中能更好帮助到人类.以人体肘关节为例提出了一种符合人体关节形态的变刚度关节结构.在关节中采用了弹簧片、行星轮系和曲柄滑块机构.通过两台电机分别驱动太阳轮和外齿圈,将行星轮的转动转化成滑块的移动,从而改变弹簧片的支撑位置并改变关节的刚度.与其他同类设计相比,所提出的关节在结构和布局方面更符合人体关节的结构形态,可应用于其他关节的设计.