摘要：为研究外物损伤(FOD)对航空发动机叶片的疲劳裂纹扩展影响,基于落锤冲击试验系统,在不同冲击能量下进行TC4钛合金试件的FOD模拟试验及振动疲劳试验,获得损伤试件的裂纹长度与疲劳寿命的关系,并拟合疲劳断口裂纹形貌参数,建立疲劳裂纹扩展寿命预测计算模型。研究结果表明:损伤缺口的深度和宽度随冲击能量的减小而非线性的减小。当冲击能量较大时,试件的疲劳裂纹先沿弯曲微裂纹扩展,后沿直线扩展;当冲击能量较小时,试件疲劳裂纹保持直线扩展。裂纹的萌生寿命与冲击能量、应力水平二者相关。

摘要：针对现有生鲜果蔬机械化包装过程中拉伸膜无法供送及制筒成型等问题,该研究设计了一种生鲜果蔬包装机夹持卧带式拉伸膜供送成型装置,该装置主要由包材供送机构、立式输送带和卧式输送带等组成,可完成包材物料的平稳供送,物料上部覆膜和纵封作业。对拉伸膜供送成型过程进行力学模型分析,确定夹持卧带的倾斜角度范围12°~18°,流利条部件的下压深度0~10 mm,夹持卧带总夹持距离250 mm,夹持最低点距支撑件的最佳距离10 mm。为寻求最优工作参数,运用二次旋转正交组合试验,选取输送速度、流利条部件的下压深度以及夹持卧带的倾斜角度为试验因素,以拉伸膜左、右偏移量作为试验指标进行响应曲面分析。试验结果表明:各个主效应因素对拉伸膜左、右偏移量的影响由大到小依次为输送速度、流利条部件的下压深度、夹持卧带的倾斜角度。通过目标参数优化,确定最优工作参数组合:输送速度为292 mm/s,流利条部件的下压深度为10 mm,夹持卧带的倾斜角度为16.3°。对优化参数进行试验验证得到:左偏移量均值为10.5 mm,右偏移量均值为11.4 mm,与优化模型预测结果基本一致,满足生鲜果蔬包装机拉伸膜供送成型装置稳定送膜、有效制筒纵封的作业需求。该文可为后续生鲜果蔬机械化包装提供一定的理论基础与参考。

摘要：针对折反式超短焦投影成像光学系统由于结构复杂、投射比小、视场角大造成优化像差时收敛速度慢的问题,提出一种基于折反耦合点的超短焦投影成像光学系统的设计方法。通过对光学系统中折射透镜组与凹面反射镜之间各视场及孔径处光线耦合点位置的计算,将理想耦合点与实际耦合点的偏差作为评价函数来优化像差,同时采用正向设计和反向设计相结合的方式,有效提高光学系统优化效率。利用此方法设计了一个超短焦投影镜头,可在486 mm处投射100 inch(2540 mm)尺寸画面,TV畸变小于0.2%,各视场调制传递函数(MTF)在截止频率为117 lp/mm处均达0.5以上。

摘要：目的设计X型结构变刚度缓冲鞋垫,探究其对糖尿病截趾患者足底表面压力和内部应力的影响。方法基于CT影像建立糖尿病截趾患者足部-小腿有限元模型,根据足底压力分布特征进行鞋垫区域划分。设计X型结构3D打印缓冲鞋垫,通过改变结构面板厚度改变结构的模量,对划分区域填充不同模量的X型结构方案进行仿真分析。结果糖尿病截趾患者足底峰值压力在跟骨区,足趾区选用面板厚度1.2 mm结构、跖骨区选用面板厚度1.4 mm、足弓区选用面板厚度2.0 mm和足跟区选用面板厚度1.6 mm组合后的鞋垫减压效果最好。与赤足相比,此方案鞋垫分别降低足跟区峰值压力、趾骨区峰值压力和足底软组织内部应力40.18%、31.7%和50.45%。结论变刚度下3D打印鞋垫可有效降低足底表面压力、内部应力,减小二次截趾概率。

摘要：对激光切割和磨料水射流切割的原理和优缺点进行简要的阐述,随后提出水射流辅助激光复合加工的方法,通过水射流不断冲击工件表面来降低表面温度和冲走熔渣,减少激光加工的热损伤,但此加工方式对激光与水射流的工作位置有着较高的要求。目前的试验系统大多为独立的激光器和水射流以一定的角度配合使用,这使得两者在加工过程中保持工作位置稳定较为困难。针对这一问题,设计了一种激光与水射流通道一体且能同轴工作的集合式激光/水射流切割头,利用热冲击断裂原理完成对材料的切割,从而得到更高的切割精度。最后使用ANSYS软件对加工过程中的温度场进行仿真分析,并使用切割头对立方氮化硼复合材料进行实际切割,试验结果验证了加工系统的可靠性。

摘要：目的:研究一种两自由度坐立转换辅助装置的设计和轨迹控制方法。方法:对20名受试者分组进行坐立转换实验,分析受试者在不同坐立转换阶段的运动轨迹及运动学特征参数。结果:给出了3组不同百分位和不同性别的人体的推荐坐立转换轨迹;提出了坐立转换辅具的设计方案,并设计了一款基于膝关节支撑的两自由度人体坐立转换辅具;建立机电控制系统,实现了两自由度人体坐立转换辅具的运动控制。结论:坐立转换过程采用膝关节支撑可以提高站立辅助的效果,并提高安全性。各种类型的患者身体状态有所不同,该坐立转换辅具可根据不同患者的身体状态进行辅助阶段的选择。

摘要：通过麦克斯韦方程组推导了等离子体激发的条件,随后根据表面等离激元在亚波长孔周期阵列中增强光传输的原理制备金属-介质-金属(MIM)型周期性孔阵列薄膜,这种薄膜结构可补充入射光与等离子体基元间的动量失衡,进而在金属表面成功实现表面等离子体的激发。最后利用所制备的MIM型周期性孔阵列结构进行激光微纳加工试验,探索其在激光微纳加工中的作用。选择单晶硅作为激光微纳加工的对象,试验结果表明,这种薄膜结构可通过诱导激发等离子体实现材料的去除,在硅片的表面制备出大范围的微孔结构。

摘要：基于有限元分析软件ABAQUS联合裂纹分析软件Franc3D,开展了叶片裂纹扩展影响研究。建立压气机叶片有限元模型和裂纹扩展模型,发现叶片在振动载荷下的应力分布规律和不同裂纹位置、不同前缘形状、不同初始角度的叶片裂纹扩展规律。叶片背部裂纹扩展速率快于叶片前缘和后缘;初始裂纹前缘形状对叶片表面裂纹方向的扩展基本无影响,但对裂纹深度方向扩展存在明显影响;叶片初始裂纹方向与缘板面夹角越小,则裂纹扩展速率越快,且其他方向裂纹随着扩展会逐渐向缘板面方向偏转。

摘要：针对运行中的风力机叶片,提出一种基于机器视觉特征分类的故障诊断方法。通过对叶片叶尖进行圆形标记,利用工业相机周期性获取叶片尖端的图像,并在Halcon软件上对图像进行预处理,对大雾天气下采集的图像利用暗通道除雾算法进行清晰化处理。利用叶尖标记检测算法提取标记、计算区域圆度和区域中心等区域特征。对相邻叶片上标记计算位移差,并与系统预警阈值比较,判断叶片在扭转或偏摆方向的变形程度和故障趋势,从而实现风力机叶片变工况运行状态在线检测和自适应预警。

摘要：针对薄壁圆筒壳结构轴压屈曲载荷的缺陷敏感性以及真实几何缺陷的不确定性,提出一种基于实测缺陷数据和极大熵原理的初始缺陷建模与屈曲载荷预测方法。首先,将初始几何缺陷视为二维随机场,并利用实测缺陷数据和Karhunen-Loève展开法将初始缺陷的随机场建模转化为随机向量的建模;其次,利用极大熵方法确定随机向量的概率分布;最后,基于所构建的初始缺陷随机模型,利用MCMC抽样方法和确定性屈曲分析方法,进行随机屈曲分析并给出基于可靠度的屈曲载荷折减因子。数值算例表明,与直接假设随机场相关结构的方法相比,本文方法的结果是对薄壁圆筒壳屈曲载荷的一个更无偏估计。