摘要：操作员认知负荷水平的准确分类,对优化企业生产可靠性指标,提高产品质量与效率具有极其重要的意义。现有认知负荷研究大多集中在航空或交通领域,而在机械装配领域研究较少,一般采用基于生理信号与设备信息构建分类模型的方法进行研究,但未针对认知负荷数据特征对分类模型进行改进,分类精度不高。为解决上述问题,设计基于多复杂度减速器装配场景的N-Back次任务脑电试验,收集了主观评价数据、装配数据和脑电信号,分析了数据与认知负荷之间的内在联系,利用机器学习算法,构建了基于互信息量的随机森林模型,实现了复杂装配系统操作员认知负荷的分类评估。结果表明:各特征因素对操作员认知负荷均有显著影响,且随认知负荷增加呈现规律性变化,认知负荷试验设计合理;基于互信息量的随机森林模型分类效果显著优于其他分类模型,多维特征可有效降低算法欠拟合能力,提高分类精度。

摘要：给出有关粗糙表面单个微凸体接触点面积科的概率分布密度的推导过程。该概率分布密度适用于机械加工粗糙表面，不管磨削、铣削、车削表面都满足此概率分布密度的关系式。按照整体柔性结合面的结构函数，提出具体计算分形维数、分形粗糙度的方法。对文献[1]的理论计算和分析进行定量实验佐证。实验佐证显示：在一定法向加载重物的条件下，理论静摩擦系数和实验的绝对误差在-0．03302～0．01926之间，理论静摩擦系数和实验的相对误差在-8．323％～5．512％之间。

摘要：运用利用弹塑性有限元方法,研究了胶粘剂弹性模量对铝合金胶焊搭接接头上工作应力分布的影响。研究结果表明:随着胶粘剂弹性模量的增加,胶焊搭接区焊点中心线上的应力分布趋于均匀,胶层-焊点边缘处的峰值应力降低,但靠近搭接区端部胶层中的各应力峰值增大;距胶层中心线0.15mm的面上与焊点中心相对应点的峰值应力随弹性模量提高而下降。为提高胶焊接头承载能力,建议采用弹性模量适中的胶粘剂。

摘要：固体各向同性材料惩罚法或材料属性有理近似法所得拓扑优化结构中存在大量灰度单元,且现有Heaviside投影函数存在频繁调用密度矩阵的问题,进而导致计算效率较低.针对此问题提出了一种基于改进Heaviside投影函数的抑制灰度单元的拓扑优化方法,首先,建立以结构柔度最小化为设计目标的拓扑优化模型;然后,通过固体各向同性材料惩罚法或材料属性有理近似法计算杨氏模量;最后,通过Heaviside投影函数抑制灰度单元,并由优化准则法求解拓扑优化问题.数值模拟结果表明,文中2个Heaviside投影函数能够稳定和有效地抑制灰度单元,且二者分别对固体各向同性材料惩罚法和材料属性有理近似法所得结构的清晰度和刚度的改进效果比较明显.

摘要：为解决传统应变检测方法中存在的测量结果精度低、容易改变试样的力学性能、无法实现全场变形测量等问题,采用数字图像相关法对Q235低碳钢的力学性能进行研究,将拉伸试验结果与ABAQUS数值模拟结果进行对比分析,通过引入差值系数来研判各力学参数模拟结果的精度。结果表明:模拟所得应变分布数值与数字图像相关法所得结果吻合较好,且最大主应变值的吻合度最高;屈服强度和抗拉强度的差值系数均小于1.000%,且抗拉强度的差值系数最小,为0.011%;伸长率和断面收缩率的差值系数较大,其中伸长率的差值系数最大,为2.054%。对比结果表明:数字图像相关法应用于Q235低碳钢的变形及应变的测量是真实有效的,同时,该方法为其他材料的变形测量提供了借鉴。

摘要：利用选择性激光烧结（SLS）技术制备蜂窝结构石墨骨架,对蜂窝结构石墨骨架进行固化、浸渍、碳化和镀铜处理,制备蜂窝骨架结构石墨/铝基自润滑复合材料,并研究浸渍工艺和石墨含量对复合材料摩擦系数的影响。研究表明：浸渍工艺使石墨骨架中的孔隙明显减少,随着浸渍次数的增加,骨架中的固化树脂从断链状向网状和面状发展,有利于石墨骨架强度的提高,其中第一次浸渍强化效果最为显著;石墨的添加使复合材料的摩擦系数低于铝基体合金,但随着石墨含量的增加,复合材料稳定磨损阶段的摩擦系数先减少后增加,当石墨含量为10%时,摩擦系数最小,为0.3左右。

摘要：针对泵轮轴向振动条件下高速液力耦合器特性问题,基于RNG k-ε模型、流体体积法(volume of fluid,VOF)两相流模型、动网格技术、压力隐式算子分裂(pressure-implicit with splitting of operators,PISO)算法和变时间步长法对液力耦合器泵轮在轴向振动条件下的内流场进行数值模拟,通过试验完成对模型的准确性验证。分析液力耦合器流道内部两相流动规律以及受力特性,结果表明:与径向振动相比,相同振幅条件下的轴向振动对循环圆内流量脉动和泵轮、涡轮转矩影响较大;额定转速越高,其泵轮、涡轮转矩脉动幅值、轴向力波动范围越大;振动频率越大,泵轮、涡轮转矩偏差越大;轴向振动幅值越大,泵轮涡轮转矩波动范围越大。从减小转矩波动范围和轴向力的角度控制轴向窜动值不应超过0.04 mm较为合适。

摘要：选择性激光烧结成型技术所制备的石墨件内部疏松多孔,其抗氧化性能不佳,难以直接作为高温功能结构件使用。本文通过改变石墨/酚醛树脂混合粉末的组成以及石墨件后处理工艺来提高其高温抗氧化性能,并考察了石墨件在900~1100℃的抗氧化性能。结果表明,在石墨/酚醛树脂混合粉末中添加硅粉和碳化硼粉末并在1100℃氧化时,B4C与SiC两种陶瓷相分别氧化生成B2O3和SiO2,并发生反应形成硼硅酸盐玻璃,降低了石墨件中的微孔数量,从而提高了选择性激光烧结石墨件的抗氧化能力。

摘要：理想的碰撞吸能结构在吸收碰撞能量的同时应具备一定的承载能力,更好地保护人员及设备安全,而现有方法一般仅从宏观或细观单一角度进行碰撞吸能结构设计,不能很好地兼顾吸能和承载需求。构型呈梯度变化的梯度结构具有很好的碰撞吸能特性,故本文利用宏细观一体化设计思想,从宏观结构和单胞构型的两个方面出发,以结构刚度表征承载特性,负泊松比表征吸能特性,提出了兼具吸能和承载特性的梯度结构宏细观跨尺度拓扑优化方法。在宏观尺度,基于功能梯度及聚类分析思想,研究出具有刚度梯度特性的结构宏观区域划分优化方法;在细观尺度,基于能量均匀化理论建立了以结构刚度和负泊松比为目标函数的多目标拓扑优化模型。对优化得到的结构吸能与承载特性进行测试与分析,结果验证了所提出的方法能够有效地应用于防撞结构设计。

摘要：采用摩擦磨损试验机,获得了QAL9-4/40Cr和ZCuAl8Mn13Fe3/40Cr两种闸门底枢摩擦副在不同接触应力的脂润滑条件下的摩擦学特性,并运用灰色系统理论GM(1,1)模型对其达到许用磨损量的磨损失效进行了评价。低速重载条件下,两种摩擦副的实际接触应力在许用应力之下时,其磨损形式均以犁切为主,且磨损量随接触应力的增大而增大,摩擦因数随着接触应力的增大而减小;反之,其磨损形式均以黏着为主,且磨损速度、摩擦因数均会急剧增加。受同一接触应力作用时,QAL9-4/40Cr具有更好的耐磨性。理论模型对磨损失效的预测结果与实测值吻合度达到95%。