摘要：本项目将乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)补铁剂制备实验项目进行了改进,将理论知识与实际生产紧密衔接,依据药物制备工艺流程,设置集方案设计、药物制备、结构鉴定、纯度分析等模块于一体的全链条实验内容,将实验项目由验证性实验转变为综合性、设计性实验,引导学生结合制药工艺流程中所涉及到的质量控制、安全生产、环境保护等因素设计实验方案。本实验项目可结合多条专利路线,能激发学生探究兴趣,促进学生自主探究,培养学生方案设计和创新思辨能力,提升学生解决实际问题能力和科学素养,增强专业自信。

摘要：以800 t级履带起重机为研究对象,针对其履带板质量大和结构不合理问题,对履带板结构进行拓扑优化。首先分析行走机构在危险工况下的受力情况,得到履带板的边界条件,对原始结构进行有限元分析;其次借助变密度法,以体积分数为约束条件,以加权应变能最小为目标函数,对履带板进行拓扑优化,并以拓扑优化结果为参考构建履带板的概念模型;最后验证优化结构的合理性。结果表明:优化后履带板的最大平均等效应力降低26%,应力均布性有所提高,且单个履带板质量减少8 kg。履带板结构的合理化设计对于履带起重机行走机构性能优化和轻量化具有重大意义。

摘要：为解决风机主轴承滚动体数目多、尺寸大,进行有限元分析计算量大、收敛困难的难题,提出一种基于非线性弹簧的圆锥滚子轴承有限元等效模型,滚动体沿轴线方向分片,各分片与滚道接触以及球基面与挡边接触的“载荷-变形”关系采用弹簧单元等效模拟,等效弹簧的刚度通过赫兹接触理论确定。以某兆瓦级风机主轴承为例分析了该模型滚动体载荷分布及套圈整体变形,并与实体滚动体接触分析计算结果进行了对比。结果表明:基于非线性弹簧的等效模型能准确反映轴承内部载荷分布及整体变形情况,大大缩减计算量,为风机圆锥滚子主轴承的设计与分析提供了理论依据和指导。

摘要：单晶硅PERC电池片生产工艺具有特殊性,而生产车间内的物流存在运输线路长及交叉、迂回等问题,影响生产效率,合理的车间布局是解决此问题的重要方法之一。以LG公司为背景,首先在综合考虑作业单位之间物流及非物流关系的基础上,采用传统系统设施布置(SLP)法得出3种布局方案,采用AHP法对3种方案评价择优;然后在上述方案的基础上,建立该车间多目标规划数学模型及约束条件,采用遗传算法求解,得到改进SLP法布局方案。最后对两种布局方案以目标函数值为衡量标准进行评价,验证了改进SLP法的科学性及合理性。

摘要：针对功能需求到结构方案的创新设计问题,提出了一种基于机构和机器组成原理的机构结构化正向设计方法。首先,基于状态变换空间方法,建立了基本机构单元库,设计了机构构型与尺度,求解了机构的多样化运动方案;然后,根据运动副的约束类型和性质,建立了运动副的几何约束构型,利用优化设计方法,设计了运动副结构方案;研究了复合构件的载荷、约束与结构尺度的关系模型,提出了复合构件的概念单元设计方法,设计了执行与传动机构及驱动构件;最后,遵循零件性能(强度、刚度)要求与工艺性准则,建立了机构单元结构及整机结构设计方法,并使用压力机进行了案例验证。研究结果表明:根据设计方法可得到5种一级机构、105种二级机构、735种三级机构及6种移动副方案和15种回转副方案,组合设计出的压力机方案可满足设计要求,验证了该方法的有效性,证明该机构结构化正向设计方法可为解决机构和机器创新设计问题提供新途径,缩短设计周期。

摘要：针对存在风切变环境的四旋翼轨迹跟踪问题,提出了结合增量非线性动态逆的几何控制方法。首先,建立了基于SO(3)群的风切变扰动四旋翼动力学模型,并建立风场模型,引入风切变效应。其次,利用四旋翼的微分平坦特性将轨迹跟踪问题转换为状态跟踪问题,并依据微分平坦特性推导参考高阶状态量实现前馈控制。在控制器设计部分,姿态控制采用几何控制,使姿态具有全局不存在奇异点的特性。对于风场扰动带来的阻力与气动力矩,使用增量非线性动态逆方法进行补偿,实现线加速度和角加速度的控制。最后,基于Simulink在多种风速场景中对不同航迹进行了仿真实验,仿真结果验证了所提方法相较传统方法在面对风切变干扰情况下的有效性。

摘要：以应用于某电力系统中电力开关精密控制的电液执行系统为研究对象,针对其工作特性不满足工程实际需求的问题,从其关键组成部件——流量匹配阀的结构参数研究入手,对电液执行系统的工作特性进行了理论分析、仿真分析以及试验测试。首先,对阀门内部结构和系统工作原理进行了分析;然后,建立了该电液执行系统的数学模型及仿真模型,经试验验证了该仿真模型的可行性与准确性;最后,探究了流量匹配阀的单因素结构参数对电液执行系统工作特性的影响规律,设计并进行了正交试验,得到了可选范围内的最优结构参数组合方案。研究结果表明:流量匹配阀的阀座钢球密封弹簧预紧力、阀座钢球密封弹簧刚度以及阀口初始遮盖量等结构参数对电液执行系统的工作特性都有重要影响,最优结构参数方案相较于原方案,系统的响应时间由133 ms缩短为42 ms,定位精度由0.261%提高至0.096%,可有效缩短系统响应时间,提高系统定位精度,满足工程实际需求。

摘要：针对徐工某中型正流量挖掘机回转系统存在的较大溢流损失,设计了一种减小能量损失的节能控制方法。首先建立挖掘机回转系统关键部件模型;其次基于趋近律设计滑模控制器,根据模糊规则确定趋近律参数;最后根据马达溢流阀压力改变泵排量,以实现泵输出流量对压力的快速响应,从而实现节能降耗的目的。经仿真分析,较挖掘机传统的开环控制与PID控制,采用模糊滑模控制下的泵输出流量明显减少,且马达转速较前两种算法变化不大,不会降低回转作业效率,可知设计的算法有效。

摘要：为了实时掌握微纳米火工药剂制备过程的安全性及产品质量的稳定性,以典型传爆药六硝基茋(HNS)为研究对象,基于微流控、温度传感、压力传感及近红外测试技术设计微流控在线监测系统,对微纳米HNS制备过程进行在线监测研究。结果表明:制备过程中,两相流体的混合是一个放热过程,流体温度由19.4℃升高至23.6℃,且其在通道中充分混合需要一定的停留时间;过长的混合时间和通道内温度分布不均等因素会导致最终产品的粒径变大且分布较宽;微流体注射泵达到稳定工作至少需5 min左右,微通道内的最大压力可达0.15 MPa左右;通过近红外光谱的特征峰位置与吸光度强度,可以判断连续制备过程中流体参数及产品粒度分布的稳定性。

摘要：多学科优化设计(MDO)是一种通过充分探索和利用工程系统(如飞行器)中相互作用的协同机制来开展复杂工程系统及其子系统设计的方法论。首先,在MDO基本概念与应用背景基础上,简要回顾了自20世纪80年代以来第一代和第二代MDO技术的发展及其在飞行器设计中的应用。其次,针对正在发展的第三代MDO技术,重点综述了多学科耦合数值模拟、MDO求解策略、多保真度方法、高效全局多目标优化算法、拓扑优化方法、稳健优化方法、抗噪优化算法和多学科集成框架等飞行器MDO关键技术的研究现状,分析了面临的挑战。最后,总结提炼了未来需要解决的关键科学与技术问题,设定了到2035年左右飞行器MDO技术研究预计达到的目标,并给出了相应的研究建议。