摘要：针对结构优化设计中先分解后组合的重复优化问题,提出一种焊点布局的结构多目标拓扑优化方法。在连续设计域中,给定载荷和约束的情况下,同时优化整个结构的拓扑空间和几何造型,并决定子结构间的连接位置和布局形态。通过有限元分析和基于几何学交叉过程的多目标遗传算法得到Pareto解集,可根据不同需求确定权重,选择最优方案。

摘要：为了满足航天关键件的加工精度要求,需要设计并制造满足设计要求的纳米级精度的竖直液体静压滑台。本文针对滑台结构、关键部件及公差设计方法展开了研究。首先,根据高精度竖直滑台的设计要求,采用不等流量的滑块结构及控制方法整体设计滑台结构。设计时,将所有液压油管路均设置在滑块中,以减小油压损耗,且使得滑台结构紧凑。接着,为使圆孔加工时圆度误差不受导轨刚度的影响,采用等导轨刚度的设计方法,同时给出了该方法下油膜厚度、刚度、压力的计算方法。文中还证明了上下油腔不等承载面积法能够降低竖直滑台由于倾覆力矩产生的倾角误差,提高导轨运动精度。在此基础上,提出了基于不等流量结构的几何精度设计方法,计算并证明了不等流量的结构和控制方法可以降低导轨和滑块极高的制造等级要求和制造成本。最后,根据上述设计方法设计并制造了数控纳米曲面磨床竖直滑台,并测试了该磨床竖直Z滑台的运动精度。结果显示采用不等流量结构的滑台制造公差要求由IT1降低到IT3。Z滑台精度测试结果为:定位误差为±80nm,重复定位误差为48nm。

摘要：针对干式离合器在半联动操作中的热失效问题,研究了半联动过程中离合器的热稳定性。基于离合器半联动操作过程中的滑摩功,得到了影响热稳定性的关键变量,包括摩擦片轴向压力、相对滑磨转速和滑磨持续时间。结合干式离合器热模型和高加速寿命试验,设计了强化加载剖面,验证了摩擦片热模型的循环强化加载试验效果。为了分析高加速寿命试验下不同变量对热稳定性的影响程度,通过正交试验和极差分析法,研究了关键变量对摩擦片最高热点温度的影响。研究结果表明:按影响程度由大到小排序,3个关键变量依次为相对滑磨转速、滑磨持续时间和摩擦片轴向压力;当发动机转速较低,约为1 000r·min^(-1)时,热点温度始终保持在200℃以下的安全温度,当发动机转速超过1 500r·min^(-1),轴向压力超过2.0kN,滑磨持续时间超过8s后,热点温度将超过200℃的安全温度;采取合适的半联动操作组合,例如控制发动机的转速与频繁半联动操作的累计时间,可以有效防止摩擦片热失效的发生。

摘要：针对Urea-SCR状态反馈控制系统存在不可测状态变量的问题,首先,分析了SCR系统的化学反应机理,为了描述SCR系统的分布参数特性,给出了包含上游-下游(主-从)两个单元的SCR系统双核动力学模型;其次,利用Urea-SCR系统下游氨浓度及氮氧化物浓度的测量值,设计了非线性降维观测器估计上游氨浓度、上下氨覆盖率等不可测的状态变量,同时在Lyapunov稳定性框架下,分析了观测器的稳定性,并据此给出了保证观测器稳定的观测器增益的取值范围;最后,在发动机动力学仿真软件enDYNA中,通过FTP75循环测试工况仿真测试,验证了该方法的有效性。

摘要：对比了国内外高速列车车体设计标准中气动载荷的设计要求,分析了明线会车侧墙压力波,采用时间积分法,将车体瞬态压强转化为侧墙气动载荷,参照标准BS EN 12663-1—2010确定了包括气动载荷的车体疲劳载荷工况,以某型动车组头车为研究对象,建立了车体有限元模型,基于车体Goodman疲劳强度曲线编写了车体疲劳强度后处理程序,研究了车体疲劳特性。计算结果表明:在不考虑气动载荷时计算的较大应力幅值出现在底架上,而在考虑气动载荷时计算的车体较大应力幅值出现在侧墙门角和窗角上,最大应力幅值为33.63 MPa,疲劳强度安全系数为2.26,相对于侧墙,底架的应力幅值较小,小于10.00 MPa,疲劳强度安全系数大于10.00。在垂向载荷作用下,侧墙最大当量应力为68.17 MPa,叠加气动载荷后侧墙最大当量应力为85.31 MPa,应力增大了25.14%,因此,气动载荷对侧墙影响较大,容易导致侧墙发生疲劳失效。可见,在高速列车车体设计时,应将气动载荷与其他疲劳载荷相组合对车体疲劳强度进行评定。

摘要：为了快速、精确、低成本的实现工业机器人的标定,设计了基于双PSD(位置传感装置)的工业机器人标定系统,激光束校准是该标定系统的关键问题,需要控制固定在工业机器人末端执行器上的激光指针,使得激光束照射在一个PSD中心,并反射到另一个PSD中心,针对此多目标位置控制问题,在建立激光束校准模型的基础上,运用H∞控制理论设计了H∞控制器,通过在线预估工业计机器人坐标系与PSD坐标系之间的变换矩阵,快速实现激光束校准,并通过实验验证了该H∞控制方法的可行性和有效性。

摘要：对锻造行业生产过程中各阶段能耗进行了分析.针对装炉过程对实际生产中不同锻坯混合装炉形式进行了建模,给出两种不同模型下的锻件装炉体积、数量最大化的优化目标。基于提出的装炉优化目标,并结合贪心法的启发进行装炉容量差最小化、装炉量最大化的装炉方法设计。最后结合实际案例对设计的算法进行验证,得出了不同情况下最大装炉利用率方案。

摘要：织物表面特性的定量测量和分析是织物检测的难题之一,当前研制的检测设备存在检测效率低、检测范围窄、检测指标少、分析不全面等缺点。文中基于光全内反射(TIR)的原理,设计一种高分辨率的光学触觉/力传感装置,能够高效地捕捉织物表面的触觉纹理信息,应用多传感数据融合方法,定量分析织物表面属性,形成一种高效的织物特性评价系统,并通过实验验证了方法的有效性,对于分析和改善织物行业的表面纹理设计具有重要的意义。

摘要：运用统计学规律对滑动导轨副在实际运行工况下的磨损特征与精度衰减进行了分析,从而建立了滑动导轨副的精度保持性模型,该模型反映了导轨副的精度保持性能与导轨副工况参数、运行参数、材料属性以及磨损状况的定量关系。利用自主研制的导轨副精度保持性实验台进行了导轨副试样的磨损精度实验,验证了理论模型的有效性。该理论模型既可以预测导轨副的精度保持寿命,也可以指导导轨副的耐磨设计及精度保持性设计。

摘要：金属切削过程中,刀具参与切削部分的最佳几何结构,对零部件的高品质加工、生产效率的提升以及刀具使用寿命的增加等方面均具有重要的影响。本文通过对可转位车刀片自身的几何结构(如:刀片外形、刀片厚度T_h、刀尖圆弧半径r及断屑槽形式等)和刀体综合几何结构(如:工作角度和紧固方式)两方面进行分析,提出了高性能可转位车削刀具结构设计的工程技术方法。研究可为新型可转位车削刀具的设计提供借鉴。