摘要：本刊记者:方教授您好.作为一个多年从事工业设计教育和产品开发的高校教师,您能谈谈您认为近年来我国工业设计这个领域都发生了哪些变化是值得我们思考的吗?方教授:我国的工业设计起步较晚,在上世纪70年代末,也就是改革开放之初将工业设计的理念从国外引入。80年代初期少数高校开设了工业设计专业,1999年高校扩招后有上百所学校开设工业设计专业,从工业设计教育的数量上有了快速的发展。近年来,随着我国高校教学质量的提高,工业设计专业教学质量上也有很大提高,应该说工业设计专业已成为社会关注度较高的专业,并肩负着为社会经济发展服务的使命。

摘要：为提高林间剩余物粉碎效率、粉碎均匀度和机器运行稳定性,针对林间剩余物粉碎设计一种弧形斜刃粉碎刀具。通过对林间剩余物粉碎过程中受到的剪切、冲击作用进行力学和动力学分析,明确影响林间剩余物粉碎性能的主要因素及碎裂方式。基于离散元仿真试验,对比直刃刀具和斜刃刀具对林间剩余物粉碎性能的影响。仿真试验结果表明,在相同条件下粉碎林间剩余物时,相较于直刃刀具,斜刃刀具仿真的颗粒bond键数量、颗粒平均运动速度、平均粉碎功率、粉碎室壁所受的冲击和粉碎颗粒平均能量等性能指标均有所提升,使用斜刃刀具仿真粉碎程度高,粉碎粒度均匀,工作过程更加平稳。

摘要：为实现拖拉机遥控换挡,基于动力性模糊控制换挡设计了电控液压换挡系统,并在AMEsim中搭建仿真模型。根据发动机的调速特性,以油门开度、当前的车速和挡位为输入参数建立动力性换挡模型,并根据驾驶员意图和拖拉机状态建立二级模糊控制器对动力性换挡策略进行修正。同时,设置工况,在MatLab/Simulink中建立拖拉机传动系统模型,利用AMEsim-Simulink进行联合仿真,得到液压缸活塞杆位移曲线,对可行性进行了验证。对比传统换挡与动力性模糊控制换挡,以离合器冲击度、滑摩功等为控制目标进行仿真分析。结果表明:与传统换挡系统相比所设计的系统控制效果较优,满足拖拉机动力性适应性要求。

摘要：为实现汽车EPS扭矩信号测量,设计了一种柱式电磁EPS扭矩传感器。该传感器基于涡流效应原理,采用外定子内转子结构,通过测量转角得到扭矩信息。为研究接收线圈感应电压与结构参数的关系,对传感器进行互感耦合分析,并利用磁路分析法及COMSOL仿真计算感应电压。为提高感应电压幅值,以励磁线圈品质因数及电感为优化目标进行理论计算,并针对其结构尺寸设计复合因素仿真试验。通过仿真优化转子与平面励磁线圈耦合间隙,进一步提升感应电压幅值。

摘要：针对松材线虫病对松树等树种的威胁、传统处理大径级疫木的方法存在运输困难、效率低、传播风险高以及粉碎效果差等问题,研发大径级疫木粉碎装备,实现疫木的就地粉碎。为此,设计一种粉碎装备的履带底盘机构,采用液压劈砍技术预处理疫木,并通过盘式削片机和锤式粉碎机粉碎木材。利用多体动学仿真软件进行仿真,模拟履带底盘在20°坡度、200 mm高、400 mm宽的垂直壁和200 mm深、400 mm宽的壕沟等复杂地形下的运行特性,分析运行过程中的平移加速度、垂向加速度及俯仰角等关键参数。履带底盘在20°坡度、200 mm高、400 mm宽的垂直壁和200 mm深、400 mm宽的壕沟等复杂地形下,表现出良好的稳定性和通过能力,关键参数均在合理范围内,运行过程中未出现履带脱链等异常现象。大径级疫木粉碎装备可实现定点粉碎,为疫木粉碎和履带底盘设计提供思路和技术支持。

摘要：采用拓扑优化方法设计了一种仿肺状结构的新型冷板结构,利用双目标优化函数得到了拓扑优化后的模型,分析了不同体积分数和加权系数对其散热性能的影响。结果表明:在流体体积分数为0.6时,冷板结构的散热效果最好;当热目标占主导时(a∶b=0.9∶0.1),流道分支较多,散热效果较好。通过与传统七通道直流冷板的对比实验发现,基于拓扑优化的仿肺状结构冷板具有更好的散热效果和较低的压降。

摘要：灌木具有丰富的生态和经济价值,链锯在切割灌木过程中由于技术特性和零部件结构的不合理,容易导致切割断口出现撕裂、毛刺、灼伤等不良现象。通过电话、实地访问、问卷等调查形式,收集并综合分析了用户需求和灌木切割产品的发展现状。在此基础上,通过模拟真实野外环境对灌木进行切割,获得可靠数据,并通过AHP法确定用户需求权重,再运用QFD法确定质量特性设计需求权重,最终得到产品设计重点,通过权重排序、等级划分,设计出一款满足用户需求的灌木链锯切割试验台。

摘要：本文研究了一类具有未知有界扰动的离散时间非线性切换系统的基于区间观测器的PID控制问题.基于正系统理论为这类切换系统设计了一种区间观测器用于估计系统状态的上下界,并根据估计的系统状态边界设计了离散时间PID控制律.随后,利用增广技术以及多Lyapunov稳定性分析方法,以线性矩阵不等式的形式给出了保证估计误差系统和闭环系统全局一致渐近稳定的充分条件.此外,通过求解线性矩阵不等式,得到了区间观测器增益和PID控制器增益,进一步保证了闭环系统的H∞性能.最后,通过一个数值仿真验证了所提方法的正确性和有效性.

摘要：以净化板热压机热压板为研究对象,以优化净化板热压机工作性能,提高其热压板表面温度均匀性为研究目的,分析了热压板的传热过程,确定了热压板温度场数值模拟分析所需的对流换热系数。通过对热稳态的热压板进行表面温度测试及数值模拟分析,对比验证了热压板温度场数值模拟方法的可行性。基于三维建模及有限元分析软件联合仿真,对结构简化的热压板进行参数化建模及响应面优化,以热压板孔道间距L_(1)和L_(2)、孔道直径D、边部距离BL、循环回路间距XL为设计变量,热压板表面最低温度为优化目标,获得优化参数:L_(1)=30 mm、L_(2)=50 mm、D=8 mm、BL=60 mm、XL=70 mm,热压板表面最低温度为97.21℃,板面温差为2.79℃,可满足将热压板表面温差控制在3℃内的行业标准要求,较优化前的热压板表面温差降低了36.4%,热压板表面温度均匀性得到了有效提升。

摘要：【目的】油茶种植具有良好的经济和生态效益,在近年来得到快速发展。油茶芽苗嫁接可显著降低种植成本,已成为油茶良种苗的主要来源,但传统手工嫁接作业质量可控性较差,成本高,且现有油茶苗木嫁接装置苗木机械损伤率高,限制了其推广应用。本研究设计了一种电机驱动、苗木损伤率低的油茶苗自动嫁接成型装置从而推动油茶种植业的持续发展。【方法】本研究基于嫁接原理分析和嫁接流程确定,依据随机取样所得的砧木和穗木几何参数设计关键部件,包括夹持固定、劈切拉削和对中装置。为了验证设计的有效性,使用Abaqus软件对嫁接过程中苗木的对中进行了动力学仿真。此外,本研究还结合Design Expert软件建立了响应面和多目标优化模型,对嫁接过程中的关键参数进行了优化分析。【结论】动力学仿真结果显示,在嫁接过程中砧木的最大变形量为0.4165 mm,确定苗夹直径的尺寸为3.0~3.7 mm,对中后砧木的平均偏移量为0.0667 mm,占其轴径的2.7%,显示出良好的对中稳定性和嫁接质量保证。参数优化分析确定了对中过程的最佳嫁接速度为30.52 mm/s,最佳嫁接深度为53.55%和较佳苗木开口角度为6.89°。【结果】本研究所设计的装置采用多个电缸联合驱动实现了对油茶苗木的自动嫁接、降低了苗木对中损伤率,可为油茶产业的发展提供技术支持,也能为其他农林植物自动化嫁接装置的设计提供思路。