摘要：三维打印碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料因层间材料失配和打印过程中梯度降温而产生热残余现象,影响工件成形质量。本文取代简单的同步降温假设,提出了符合实际制备工艺的梯度降温概念,据此建立了三维打印正交铺层复合材料板和梁的热残余变形和应力的解析解。为反映三维打印过程中随时序动态变化的制备和降温过程,考虑每层制备轮次的降温梯度并进行热残余分析,最后合成得到热残余变形和应力。讨论了4种梯度降温模式,覆盖了所有可能的三维打印工艺。以CFRP复合材料三维打印为例,验证了本文解析解的精度和可靠性,显示了同步降温假设会产生显著的误差,表明热残余水平与降温梯度成正比,讨论了铺层方式对热残余的影响。为优化三维打印CFRP复合材料的结构设计和制备工艺、降低热残余水平提供了可靠的分析方法。

摘要：在一系列成形试验的基础上,分析了熔融沉积成形(Fused deposition modeling,FDM)工艺对制件精度影响因素,选择线宽补偿、挤出速度、填充速度和层厚4个工艺参数作为控制因子,采用稳健设计和多指标模糊综合评判的方法对FDM工艺参数进行优化。优化结果表明,4个工艺参数对制件精度影响程度不同,不仅每个参数本身需要优化,参数之间的相互匹配也必须满足一定关系,这样才能达到最佳组合,制造出较高精度的零件。

摘要：以数控机床的累积平均无故障工作时间和可靠度的区间估计精度为要求,应用信息矩阵法,对故障过程可用幂律过程模型描述的数控机床,给出了可靠性评估试验的最小试验截止时间和最小样本容量,解决了数控机床可靠性评估试验中确定试验截止时间和样本容量的难题。计算结果显示,可靠性指标区间估计的上、下区间比和置信度是影响可靠性评估试验中最小试验截止时间和最小样本容量的主要因素。其中,最小样本容量随可靠性指标区间估计精度要求的提高和置信度的增加而显著加大,而最小试验截止时间受两者的影响较小。

摘要：统一了多层功能梯度涂层和连续功能梯度涂层热残余应力分析方法,对于多层功能梯度涂层壳体,其解为精确解;对于连续功能梯度涂层壳体,采用分层近似,其解为近似解,当所取层数足够多时,近似解收敛于精确解。采用递推方法,得到了热残余变形和应力的显式解,便于涂层的优化设计。对于薄涂层,柱壳涂层的热残余应力与梁的涂层的热残余应力很接近,可以用计算梁的热残余应力的公式来计算,后者简单得多。球壳涂层因双曲率的影响,热残余应力显著大于柱壳。算例中探讨了影响涂层热残余应力及界面强度的因素。

摘要：对一种基于铁基非晶态合金压磁效应的非接触动态扭矩传感器进行研究。介绍传感器的结构和原理,推导出传感器的输出方程。通过动态扭矩测量试验,分析传感器探头与轴表面的间隙及转速对测试精度和灵敏度的影响,得出传感器输出电压随间隙的变化曲线U0-δ和最佳间隙范围以及三种转速时传感器的动态输出曲线。试验显示,当间隙为0.5 mm时,传感器最大重复性误差为1.71%,最大非线性误差为2.48%,灵敏度为1.385 2 mV/(N.m)。设计的传感器是可行的,尤其适合于一些需要固定非接触监测扭矩的重载低速传动轴。

摘要：针对电子元件结构尺寸较小,采用传统方法设计其成形模具效率低且很难保证质量,基于LS-DYNA接触碰撞算法,建立了工件、凸凹模的冲压成形有限元模型,定义了成形条件。在分析过程中通过创建接触界面来实现凸凹模与工件之间力和运动的传递。分析得到了工件应力应变分布图和成形性能图。采用接触碰撞算法可根据节点的时间-位移图来判断工件成形质量,并通过调整分析输入参数来获得最佳成形条件:凸凹模间隙和冲压速度。将仿真分析结果应用到模具设计和冲压工艺参数的拟订定中,实际生产表明仿真分析数据合理可靠。

摘要：基于磁流变阻尼器在月球着陆器上应用的可行性及其阻尼的可控性,设计了一种磁流变缓冲装置。考虑到着陆时减速火箭的反推力影响以及着陆时地面撞击的作用,假设着陆器的着陆初始高度多变,建立了一种月球着陆器着陆地面冲击模型。根据着陆过程缓冲与减振的要求,采用了软着陆半主动多态控制策略。应用加速度与速度响应进行状态切换,并根据能量守恒原理确定出多态控制缓冲器的状态参数。3种不同被动控制进行比较分析,结果表明,半主动控制缓冲器能很好地降低着陆器着陆冲击时的过载,同时也能很好地减缓其着陆时的振动。采用半主动多态控制策略的着陆器对较高的着陆初始高度和较大的接地下沉速度的适应性很强,其缓冲效率随着着陆初始高度的增加而增加,在达到允许的最大加速度和允许的最大缓冲行程时,缓冲效率达到最高,这能很好地保障着陆器软着陆安全。

摘要：为了得到非线性状态参数延时系统的离散模型,提出了一种非线性状态参数延时系统的离散方法。该方法基于泰勒级数和Scaling and Squaring技术,可以为非线性状态参数延时系统提供准确的离散模型。所得到的模型具有有限的维数,因此该模型可以用来设计相应的非线性控制器。当采样周期增大的时候,为了得到足够准确的离散模型,必须增加泰勒级数的阶数。但这样会大大增加计算的负担。通过利用Scaling and Squaring技术该离散方法可以解决大采样周期的问题。最后设计了一个非线性状态参数延时系统的仿真去验证该方法的有效性。

摘要：准确的模拟分析冷罩在实际应用环境下的性能,是改进其结构设计和解决高速飞行器冷屏技术问题的关键。笔者基于有限元理论,运用ANSYS软件,建立了冷罩壳体的三维热传导模型,生成了温度场并计算了由温度场变化所产生的热应力。在计算中将温度处理为"温度载荷",从而实现通过弹性力学的处理方法来求解热应力。通过ANSYS分析和相关实验测试结果的对比分析,得到可通过改变液氮流速和流量来改善冷罩外壳的温度变化引起的应力大小,可通过改善冷罩的结构设计来提高冷罩的刚度。

摘要：为解决现有水田撒肥机械存在肥量调节控制技术落后、不能适应变量作业工作要求等问题,设计了一种变量撒肥控制系统。通过分析国内外变量施肥技术研究情况,概述了变量撒肥机总体结构和工作原理,研究了控制内容和控制策略,确定了以AT89C51单片机作为主控制核心元件的计算机控制系统,进行软硬件设计和系统集成。通过场地和田间撒肥试验表明,撒肥机作业效率达到6 hm2/h施肥量偏差小于5%,排肥量稳定性变异系数仅为6.2%,撒肥机工作性能和控制系统设计满足水田变量撒肥工作要求。