摘要：目的设计一套标签裹包折标机构。方法基于机构设计理论与方法,将解析法与Auto CAD辅助作图法相结合,对裹包折标执行机构进行参数设计;利用Solid Works软件的建模工具,对裹包折标机构进行局部结构建模设计。结果针对矩形纸板标签及特定裹包要求,设计提出了标签裹包折标的系统机构原理,以最小传动角理论对关键折标机构完成了参数化设计,并设计了结构模型,理论上验证了设计的标签裹包折标机构的可行性。结论设计的标签裹包折标机构适用于刚性或柔性物体包装,为标签裹包系统设计及技术应用提供了理论参考。

摘要：损伤容限设计是为保证含裂纹结构安全而发展的抗疲劳断裂设计方法。其核心思想是:承认构件中存在初始裂纹,基于断裂力学理论对裂纹疲劳扩展寿命和结构剩余强度进行分析和试验验证,并结合定期检查,保证结构在服役中裂纹不会发生失稳扩展。对于承受交变载荷的结构,如飞机、轮船、压力容器等,损伤容限设计思想已成为保证大型装备服役安全性和经济性相统一的科学设计理念。在回顾飞机结构强度设计理念发展的基础上,总结了损伤容限设计思想的科学内涵;阐明了损伤容限设计的理论基础—断裂力学—由二维理论发展到三维理论的必要性;详细介绍了三维损伤容限设计的理论、方法与应用。最后,对损伤容限设计的进一步发展作了简要展望。

摘要：进行双螺杆压缩机型线优化设计时,考虑到各几何特性参数对压缩机性能的影响有所不同。为了更加直观地判断所设计型线的优劣,提出了一种综合性能指标来判断转子型线的优劣,并将基于该综合性能指标设计出型线更优的转子进行流体仿真和实验验证。与原始型线相比,优化型线的接触线长度略有增加;泄漏三角形区域面积有所减小;面积利用系数有所增大;但反映整体性能指标的综合的单一性能指标指向更佳,也初步证实了提出方法的正确性。

摘要：以软体仿生舌为研究对象,针对多向驱动器的变形机理,开展了面向软体仿生舌的单/多向驱动器的弯曲特性研究。首先,设计了气动驱动软体仿生舌,其在单/多向驱动器的作用下可实现吐舌、翻舌、卷舌以及斜翻舌等动作;其次,为进一步研究驱动器的变形机理,开展了针对单/多向驱动器的结构及变形工作原理的研究;然后,基于Yeoh模型应变能密度函数,结合力平衡方程,建立了驱动压强和驱动器弯曲变形后曲率半径的非线性数学模型;最后,为验证理论模型的正确性,开展了软体仿生舌的仿真研究及相关实验验证,结果证明了理论模型的正确性。上述研究为其他基于气动驱动的软体结构变形机理的研究提供了理论基础。

摘要：为解决屋顶纸盒无菌灌装中包装材料灭菌工艺和灭菌效率问题,该研究进行工艺优化及提出微生物挑战测试方法。通过单因素试验研究过氧化氢溶液浓度、汽化过氧化氢蒸汽温度、汽化热空气压力和紫外线照射时间对灭菌效率的影响;并在此基础上,依据Box-Behnken原理设计响应面试验,建立包装材料灭菌效率二次多项式回归模型,获得灭菌工艺优化参数并对其进行试验验证。采用微生物挑战测试方法确定包装材料灭菌效率,将嗜热脂肪芽孢杆菌孢子作为挑战测试微生物定量均匀涂布接种于屋顶纸盒包装材料内表面,应用平板计数法与最可能数(the Most Probable Number,MPN)法统计灭菌后材料表面孢子残留量,灭菌效率以接种孢子对数减少值(Log Cycle Reduction,LCR)表征。结果表明:过氧化氢溶液浓度、过氧化氢蒸汽温度、紫外线照射时间变化对灭菌效率影响显著(P<0.05),汽化热空气压力变化对灭菌效率影响不显著。得到灭菌效率二次多项式回归模型,当包装材料灭菌要求LCR值为5时,优化工艺参数为过氧化氢溶液浓度8%、过氧化氢蒸汽温度230℃。研究结果为无菌灌装包装材料灭菌工艺提供技术依据。

摘要：针对目前软体机器人缺乏变形和接触力方面理论研究的问题,以软体夹持器为研究对象,开展了纤维增强型软体夹持器变形及末端接触力的研究。首先设计了气动软体夹持器,该夹持器由纤维增强型单向弯曲驱动器、接触气囊以及单元的连接装置组成;其次基于Yeoh模型、Neo-Hookean模型分别建立了弯曲驱动器驱动压强与弯曲变形圆心角的非线性数学模型和弯曲驱动器末端接触力理论模型;然后开展了软体夹持器变形和末端接触力的仿真及实验,结果证明了理论模型的正确性;最后进行了纤维增强结构对软体夹持器变形和末端接触力影响的研究,实验结果表明:纤维增强结构能大幅度提高软体夹持器的变形和末端接触力。上述研究为其他纤维增强型软体夹持器变形及末端接触力的研究提供了理论基础。

摘要：针对具有应力集中效应的金属管结构在承受复杂交变载荷时的疲劳断裂问题,提出一种基于高低频复合振动的加载方法,并通过自行研制的高低频复合振动实验装置,探究带V形切口金属管材的断裂行为。基于金属管材的复合振动特性,提出了一种可以提高金属管材裂纹萌生速率与扩展稳定性的复合振动频率控制曲线。设计了高低频复合振动实验装置的机械系统和计算机测控系统,并对预制V形切口的6061铝合金、45钢和304不锈钢三种不同金属管材进行了振动断裂实验研究。同时,为了对不同金属管材的特殊断面进行比较与分析,提出一种管材断面质量检测与评价方法,并对3种金属管材断面几何精度及断裂时间进行测量与评价。实验结果表明:在给定的线性递减的低频振动载荷作用下,金属管材裂纹会快速萌生并平稳扩展;在叠加高频振动载荷后,金属管材的断裂时间大幅缩短,其裂纹扩展速率显著加快,且管材的瞬断区较小、断面平整。研究结果对金属管材在复杂交变载荷下的寿命分析及在工程应用中的抗疲劳设计有重要的参考意义。

摘要：控温包装能有效保护生鲜食品在物流过程中不受外界温度变化的影响,防止生鲜食品腐败变质。本文作者基于控温包装控温时间预测模型,建立了控温包装设计模型,得到了控温包装可靠性边界,并提出一套用于冷链物流的控温包装设计方法。同时,以小件类产品为例,设计了一套控温包装,并进行试验验证。结果表明,设计的控温包装能够保持产品物流过程中处于临界温度以下,该控温包装设计方法能够快速有效的设计合理的包装方案,该研究成果为生鲜食品在物流过程中的保鲜提供了技术方法。

摘要：目的以完成充填的粽子半成品为研究对象,研究其机械化裹包的实现方式。方法通过分析粽子折叠裹包动作的基本功能和要求,研究其技术原理和工艺方法;针对实现折面、折边、包角及定型的裹粽操作要求,研究集成化的折叠裹包技术方案,并探讨关键执行机构的选型与设计;对关键机构进行参数化设计及优化。结果通过曲柄滑块、摆块等机构实现了粽子自动裹包成型,并完成了粽子自动裹包装置的设计。结论基于传统人工裹包工艺,提出粽子自动化裹包工艺,并完成机构设计,为类似的特殊裹包方式及相关机构的设计和研发提供了参考和依据。

摘要：为综合得到两移动三转动(2T3R)完全解耦混联机器人机构,基于GF集理论提出了一种简单而有效的解耦混联机构型综合方法,并且给出了完全解耦混联机构型综合的具体设计步骤。首先分析了GF集的运算法则;接着通过GF集元素组合公式和混联机构数综合方程构造了混联拓扑结构,并结合机构输入运动副选择原则和解耦分支设计准则,确保了混联机构运动的解耦性;然后根据该构型综合方法,完成了完全解耦2T3R五自由度混联机构的型综合过程。运用该型综合方法,得到了构成2T3R解耦混联机构各模块单元的组合形式,再以其中一种组合形式为例,综合出了2T3R五自由度完全解耦混联机构,并得到了大量新构型。针对该完全解耦混联机构,求解了机构位置的正解解析表达式,推导出了机构的雅可比矩阵,进而依据此雅可比矩阵表达式,验证了混联机构的完全解耦特性,进一步证明了该构型方法的正确性。基于GF集的完全解耦混联机构型综合方法可用于具有确定运动特征的解耦串联、并联以及混联机构的构型设计。