摘要：在盾构机的作业过程中,由于采集设备的不稳定性或被干扰等原因,采集到的数据往往是不完整的,缺失值的存在严重影响了数据挖掘的质量。此外,不同类别的工程数据在空间中分布复杂,难以通过硬聚类进行确切划分。针对此问题,采用基于TS模型的数据填补算法对不完整盾构机数据进行填补,算法首先通过局部距离策略对不完整数据建立模糊聚类模型,将数据集划分为若干个模糊子集,以获取前提参数。然后,采用交替学习策略对填补值和结论参数进行协同式学习。最后,为各个不完整属性列进行建模估计数据缺失值。试验结果表明,无论是在对不完整数据聚类效果还是填补精度上,该方法都具有良好表现。

摘要：磁场作用下导电流体由Hopf分叉引起的不稳定转变还未有研究涉及。采用课题组开发的配置点谱方法与人工压缩法相结合的数值方法SCM-ACM直接求解次临界流动状态下的磁流体控制方程,采用Fourier分析法获得速度振荡的频谱分布,研究了一定哈特曼数Ha条件下三维方腔内导电流体由稳态流动转变为非稳态周期性振荡流动的第1次Hopf分叉。结果显示,磁场强烈抑制了速度振荡,显著增加了第1次Hopf分叉的临界雷诺数Re_(cr)。随Ha从0增加至5,速度振幅的衰减速度呈抛物线形式急剧增加。同时,Recr也呈抛物线形式增加,由1916.6增加至2040.1。然而,不同Ha条件下,速度振荡均仅有唯一主导的无量纲角频率(ω=0.5752)。所提Hopf分叉的方法和相关结果,能够为工程设计和运行控制提供参考。

摘要：TC4钛合金薄壁构件通常采用热成形方式加工,其热成形前后的加热及冷却过程的温度变化速率会引起显著的微观组织演化,进而影响成形构件的力学性能.本文中设计并搭建了一套电阻加热及气体冷却装置,研究了热成形前后的温度、加热速率和冷却速率对TC4钛合金板材力学性能的影响.结果表明:加热速率对TC4钛合金的屈服强度影响显著,加热速率越快,板材冷却后的屈服强度越低;当板材分别以30,100℃/s加热至900℃后,再以200℃/s冷却至室温,其屈服强度相差24%;冷却速率对TC4钛合金的屈服强度同样影响显著,当板材以60℃/s加热至850℃后,再以200℃/s冷却至室温,其屈服强度比冷却速率为5℃/s时提高了16%。该研究结果可为TC4钛合金薄壁构件热成形温度参数的合理设计提供依据.

摘要：工程实践表明,依靠设计者的经验和智慧,参考前人的先验知识以及利用计算机技术是工程界认可的求解途径.为此,借鉴人机结合思想和上述工程实践经验,提出了基于人智-图形-计算的布局设计方法.此方法由人给出人工解、由布局图获取先验知识解、由演化算法给出算法解.三者皆以数值编码串形式表达,共同组成演化群体,参与演化算法的操作(复制、交叉、变异),从而构成人智-图形-计算三者结合的布局设计方法.其中,将图形映射为数值解(如待布物的几何信息)采用Hough变换技术实现.布局设计的数值实验结果表明该法是可行和有效的.

摘要：为提高传统仿生腿式机器人的适应性并简化控制系统,提出了一种基于张拉整体结构的仿生腿式机器人。根据人体腿部的生理结构和运动机理,建立腿部的Snelson X形张拉整体结构等效模型,并通过结构稳定性分析和运动学分析给出了结构刚度匹配方法。通过将旋转和平移运动分离来实现膝关节旋转中心的移动,利用平面四杆机构的死点实现机器人站立时膝关节的锁定;然后通过曲柄滑块机构和位移放大机构实现联动解锁,从而实现人腿行走过程中膝关节的刚-柔转换。最后通过单个电机驱动仿生腿式机器人进行物理样机测试,验证所提结构的有效性和实用性。

摘要：演化设计是近10年兴起的方兴未艾的重要的设计方法。综述了演化设计的现状和进展,侧重介绍其在结构优化、方案设计、人工生命设计中的应用及所用的方法。重点介绍和分析Lipson和Pollack的机器人全自动化演化设计方法,讨论其给予的启示和待研究问题。同时介绍人机结合演化设计方法及其人机交互界面,内含给出的一种人机结合演化设计方法及其在卫星舱布局方案设计中的应用。最后讨论了演化设计方法的发展趋势。

摘要：传统精度设计仅考虑零部件几何公差的影响,未涉及装配载荷作用下零部件变形的影响。为了保证机械系统在工作过程中的可靠性与稳定性,不仅要求在产品设计与制造环节中要严格保证零部件具有良好的设计性能与制造质量,更重要的是保证装配过程中各零部件间的配合性能。以具体的卧式加工中心为例,通过有限元法获取零部件载荷效应下的变形数据信息,结合小位移旋量理论、齐次坐标变换理论及表面认证思想,建立零件载荷变形偏差的综合三维数学模型。分析结果表明:装配载荷作用下的零件变形偏差总体上呈现出传递和累积的趋势,系统末端变形偏差累积量达到-0.024 9 mm。因此,零件载荷变形偏差对机械系统精度的影响不容忽视,设计阶段的三维公差分析应该综合考虑尺寸、形位公差及载荷作用下的变形偏差对机械系统装配精度的影响,才能形成一种面向整机精度的协调与保障机制,为提高复杂精密机械系统的整机性能提供理论与技术支撑。

摘要：提出液压系统方案设计的能量特征状态模型。以定性矢量的形式描述液压系统的能量特征,将一个完整的液压系统分解为若干个单动作子系统进行设计;将液压元件与其在系统回路中的使用方式相结合定义两类基本变换单元作为新的系统设计功能选择单元,并以功能分析为基础构建两类基本变换单元的定性矩阵表达;建立单动作子系统方案设计模型,将单动作子系统方案设计问题转化为模型空间内的矩阵分解与匹配。通过具体设计实例验证该方法的可行性与有效性。

摘要：设计原理(Design rationale,DR)信息对于产品设计重用、设计推理和设计评价等有非常重要的作用。在基于问题信息系统(Issue-based information system,IBIS)模型基础上,提出一个新的基于本体的产品DR语义表达模型——ISAA模型。ISAA模型将基于本体的语义表达模式引入到DR信息表达中,并扩充IBIS表达的概念元素;基于本体定义问题、解决方案、论据等七个DR概念和概念间的语义关系;给出对关系限定、约束和创建的公理规则,丰富Web本体语言(Web ontology language,OWL)在DR本体信息表达中的关系;将IBIS有向图表达为资源描述框架(Resource description framework,RDF)图,并序列化为RDF/XML文档,为DR信息的智能语义推理和检索创造条件;开发了一个与产品CAD模型集成的产品DR语义标注原型,将离散的DR思维信息整理、捕捉为ISAA模型概念语义信息;以高压断路器产品弹簧储能DR信息语义表达为例,对ISAA模型进行验证。

摘要：清晰描述能耗构成,表达能量信息与设计信息之间的映射关系是实施机械装备节能设计的基础。在分析机械装备运行过程能耗因素的基础上,提出一种开放的能量信息描述模型——能量分解结构(Energy breakthrough structure,EBS),并建立设计-能量信息集成模型以表达设计信息的能量特征。EBS是一种结构化的能量描述模型,由一系列相互联系的能量要素构成,支持多层次的能量建模,上一层与下一层能量要素之间的关系既可以基于运行过程建立,也可以基于产品结构、能量转换及损耗关系等建立,能够适应多角度的能耗分析需求。设计-能量信息关联模型将关联两个信息域的问题转换为描述设计信息的物理和力学特性的问题,通过在EBS基础上提取力、位移、压力、流量等能量特征,并映射相关的几何特征、运动特征、动力特征等设计特征,实现能量信息和设计信息的本质关联。最后以重型板式给料机为例分析了模型及方法的有效性。