摘要：为提高获取机械设计相关知识的效率并保证知识的有效性,提出了一种基于机械设计意图建模的知识主动推送服务方法。为设计任务建立了形式化的包含目标功能、约束条件和用户兴趣领域的设计意图模型,并根据机械概念设计阶段的各类相关知识的特点对其进行了规范化的组织管理,基于设计意图模型和设计知识库给出了系统的知识推送机制和通过功能—行为—结构映射进行知识匹配求解的方法。开发了机械概念设计知识服务系统的原型系统,并以液压式活塞泵为例验证了系统的有效性。

摘要：为研究Gantry磁体的关键技术,设计了一台由螺旋型超导集束缆线绕制的小型斜螺线管二极磁体样机。根据电磁设计,该样机的孔径82 mm,额定工作电流为3.25 kA,预计在4.2 K下达到0.50 T的中心二极场。在均匀电流假设下,Φ54 mm孔径内的磁场均匀度可达到1.47×10^(-3)。未来将完成超导缆线绕制,在77 K和4.2 K下进行电流和场均匀性测试。

摘要：发展新产品的快速设计和制造能力是当前企业所面临的重大课题 ,其核心是如何保证“企业产品知识”的良性积累和有效再利用 .文中深入分析了现有相关技术的不足 ,提出并研究了产品级三维参数化设计技术和全息建模技术 ,在 MDT平台上进行了系统实现 .该系统已在多家企业得到深入应用 ,能够有效地满足企业对新产品快速设计和产品知识积累的需求 .

摘要：在地面环境下开展可靠且快速的验证试验是保障探测器成功着陆的关键。该文基于零自由长度弹簧模拟“天问一号”火星着陆的重力卸载系统,在触地阶段为探测器提供火星表面的重力环境,破解卸载力在触地及剧烈碰撞过程中平稳、恒定输出的技术难题,利用弹簧对冲击力等高频干扰的截断能力,使重力卸载系统在剧烈动态过程中保持平稳的输出。试验结果表明:系统的恒力输出最大平均误差为1.5%,可有效保障大行程、重载、高速和冲击条件下恒定卸载力的施加。系统的负载可调设计可适配不同目标行星的重力环境,提高了相关触地模拟的试验效率。

摘要：对预应力碳纤维缠绕制造重型压机机架进行了研究,选用碳纤维(T700SC-12000)和钛合金(TC11)框架作为预应力结构的部件,把全新的材料应用到了25 MN模锻压机机架主要部件的设计中,进行了碳纤维缠绕机架的结构设计,依据输入的设计参数,建立了压机机架的模型,同时也对25 MN模锻压机进行了A型变张力缠绕设计,并对设计之后的结构进行了有限元分析。结果表明,应用预应力碳纤维缠绕技术极大地提高了预紧力对重型压机的梁和柱的保护,增加了零件的可靠性,并降低了大型零部件的制造风险,预应力碳纤维缠绕制造的重型压机机架强度设计满足要求,机架在预紧状态下的等效应力为863.9 MPa,小于钛合金TC11的屈服强度,而且减重效果明显,压机机架的质量从8 022kg下降到了1 950.76kg,下降了75.7%。

摘要：为了提高平面电机水冷散热器热流性能,该文构建了散热器热流模型并开展了"结构尺寸-流道拓扑"并行优化设计。首先,构建了散热器3层热流模型,该模型囊括了盖板与流固混合层的流动/传热耦合效应以及散热器厚度方案对热流场的影响。其次,基于3层热流模型,引入孔隙度域来描述流道拓扑,构建了包含流道拓扑变量与层厚变量的连续伴随结构优化模型,并提出了相应的散热器层厚与流道拓扑并行优化方案。最终,数值案例部分评估了3层热流模型准确性及计算效率、"层厚-流道拓扑"并行优化设计结果热流性能和"尺寸-拓扑"并行优化方案。结果表明:相较于全3D热流模型,所构建的3层热流模型仅需少于10%的计算时间获得了近乎一致的温度场;相较于基准设计,所优化的散热器结构新颖且展现出高达30.82%的目标性能改善;相较于离散优化方案,所提出的并行优化方案高效且取得了具有竞争力的设计。

摘要：本文针对机器人系统的控制特性,提出了一种基于自抗扰控制(ADRC)的关节控制算法,该算法可以克服传统控制算法中存在的如系统抗干扰能力弱,控制性能受限于建模精度,动态性能与稳态性能难以兼顾,控制律设计较为复杂等问题.针对受控系统特性给出了一套实际控制器的完整设计方法与参数整定方法,并根据控制性能指标设计优化函数完成了最优控制参数的优化,在系统参数辨识的基础上利用多层感知器(MLP)设计了对建模不确定性的补偿网络.数值仿真和实验结果均表明该算法能够实现机器人快速稳定的轨迹跟踪,具有良好的控制精度与很强的抗干扰能力,此外该算法不依赖于精确的系统模型,降低了实际设计和应用的难度,具有很好的工程应用价值.

摘要：水下滑翔机依靠净浮力和姿态调节即可实现空间运动,是一种新兴的海洋探测机器人。该文面向水下定点探测任务,开展滑翔机控制参数优化方法的研究。首先,以典型水下滑翔机为研究对象,建立了整机动力学模型,同时建立了滑翔机下潜运动的能耗模型。在此基础上,利用动力学仿真获取样本点,采用四阶多项式建立了以控制参数为输入,以滑翔机到达目标深度的能耗、运动时间和水平位移为输出的代理模型。之后,将控制参数作为优化设计变量,以最小化能耗和运动时间为优化目标,利用水平位移构造约束条件,建立优化数学模型。采用代理模型参与优化迭代计算,确保优化计算效率。最后,利用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)求解上述优化问题,得到控制参数的Pareto最优解集。数值算例证明了所提出方法的正确性,可用于指导实际探测任务的控制参数配置。

摘要：竖直式喷淋头布气系统在半导体工艺腔室类设备中广为采用,其布气均匀性是决定半导体工艺均匀性的关键因素之一。以布气均匀性为驱动,对竖直式喷淋头布气系统进行优化设计。在优化策略设计中为解决传统参数优化方法优化喷淋头多孔板面时需要预先确定拓扑结构、人为缩小参数空间造成系统分辨率低的问题,提出描述喷淋头多孔板面等效阻抗模型,将喷淋头板面小孔结构和布局的优化问题转换为喷淋头板面对气体流动的阻抗特性优化问题,进而建立了高分辨率的喷淋头板面阻抗分布优化模型。优化的喷淋头板面阻抗分布使得喷淋头的布气不均匀性（在N2质量流量1.041 7×10^–4 kg/s、腔室压力266Pa典型工艺条件下）由0.36%降低至0.03%。采用CFD数值试验对优化的竖直式喷淋头布气系统在入口气体质量流量6.250 0×10^–5-1.666 7×10^–4 kg/s、腔室压力133-665 Pa的工艺范围内进行测试,结果表明：优化的喷淋头系统布气效果均优于对照的喷淋头系统,其布气不均匀性均好于0.35%。针对喷淋头板面小孔布局及结构,列举3种拓扑调整方案,并根据阻抗优化结果给出对应的优化的几何配置实例。

摘要：为了改善离心压气机叶片多工况优化设计时面临的设计空间大、冗余搜索、灵活性不足、优化效率低等问题,提出了基于自由曲面变形技术(free form deform,FFD)的离心压气机复杂曲面叶片参数化方法,建立了叶片局部几何区域与三维空间网格控制体的映射模型,研究了样条曲线基函数几何特性对叶片几何构型的影响,实现了离心压气机叶片几何外形的局部精细化改型.结合B样条基FFD参数化方法、多目标进化算法和计算流体动力学对复杂叶片的局部区域进行了多工况气动寻优,优化结果表明:在满足约束条件的情况下,流场结构得到进一步的改善,额定工况和常用工况等熵效率分别提高了0.48%和0.40%,喘振裕度分别提升了1.6%和1.8%,利用较少的设计变量实现了离心压气机复杂曲面叶片高效灵活的精细化设计,为离心叶轮的气动优化设计提供了新的理论依据.