摘要：高温涡轮叶片在整个设备可靠运行的过程中起着至关重要的作用,因此在工作状态下监测高温涡轮叶片的变形非常重要。这里将高温涡轮叶片简化为二维梁结构,分析了涡轮叶片的主要变形形式,通过变形重构算法建立了应变-变形的数学模型,搭建了基于FBG的高温涡轮叶片变形检测实验系统,在常温和500℃高温下对叶片施加不同类型的负载,利用光纤光栅传感器检测测点应变并重构叶片的变形;实验结果与ANSYS仿真结果及位移传感器测得的变形结果吻合程度较好,证明了该测量方法和变形重构算法的有效性。

摘要：针对内置式永磁高效同步电机结构优化问题,通过理论计算提出了目标电机的初始结构设计方案,选择合适的电机结构设计变量,以效率和永磁体使用量为目标,依据技术指标确定设计约束条件,根据改进的粒子群多目标优化算法得到了多目标函数的Pareto前沿,并折中选择了相对理想的结构参数,通过优化前后的对比,电机效率和成本均得到了改善。最后,通过搭建测试平台,对加工完成的样机进行额定效率性能的测试,实验结果证明了结构优化设计方案的有效性,为该类电机的结构优化提供了参考价值。

摘要：为了实现变刚度驱动软体手的精确抓取,设计了一款结构解耦型的变刚度驱动(变刚度与变形驱动)软体手指。建立了软体手指的指尖力模型,并计算了手指指尖力,将实验测试的手指指尖力数据与计算结果进行比较,证明了手指指尖力模型在一定精度范围内能够预测手指的抓握行为。基于软体手指的指尖力模型对软体手的结构尺寸进行设计,并根据设计的软体手进一步研究指腹的抓握能力,通过仿真与实验的相互印证得到了软体手指腹抓取的抓握力模型。仿真和实验结果表明,软体手的抓握能力与手指的刚度、变形驱动能力以及软体手的抓握形态有关。

摘要：为了实现尺度关联周期性多孔结构的隔振性能优化,提出一种周期性多孔结构特征值拓扑优化方法。基于子结构动态凝聚方法对多孔结构的刚度和质量矩阵进行缩减,采用局部水平集函数(LLSF)对多孔结构进行几何隐式描述,以最大化前6阶特征值为目标函数,以结构体积分数为约束条件,建立周期性多孔结构特征值拓扑优化模型,采用优化准则法对拓扑优化模型进行求解,并研究了多孔结构特征值拓扑优化的尺度效应。研究表明,该方法能有效实现尺度关联的二维和三维周期性多孔结构的特征值拓扑优化,并能大幅提高特征值拓扑优化的计算效率。

摘要：弹性模量是工程材料重要的性能参数,可以衡量物体抵抗弹性变形的能力.弹性成像是一种通过弹性模量表征生物体组织物理特性的医学成像方法.为了将弹性成像应用于机械装备结构的缺陷识别,提高弹性成像的局部表征和全局识别能力,提出一种基于拓扑优化的结构弹性成像方法.受拓扑优化理论启发,采用结构离散单元的相对密度(弹性模量系数)作为弹性成像参数来表征损伤程度,建立成像参数与弹性模量的插值模型,基于有限元模型构建损伤表征、结构模型与物理响应的映射关系.以损伤结构和无损结构位移响应的最小二乘为目标函数,以成像参数上下限为约束,建立结构弹性成像的优化模型.以伴随法推导弹性成像问题的灵敏度,并详细给出了弹性成像反演的数值实施方式.二维悬臂梁和米歇尔梁算例表明,本文提出的基于拓扑优化的弹性成像方法无需先验损伤信息,可有效实现均质/非均质、单/多缺陷结构的弹性成像,且弹性成像结果不依赖于特定的边界条件,进一步将弹性成像方法扩展至三维悬臂梁问题验证了其通用性.

摘要：互联网和云计算等先进信息技术在制造领域的深度渗透和落地应用,催生了一种以“共享群智,云端协同”为特征的新型软件即服务(SaaS)工业软件——云架构CAD软件。在解析云架构CAD软件基本概念、特征和应用需求的基础上,阐述了云架构CAD软件的关键技术,包括SaaS云计算服务、3D模型轻量级可视化、三维几何造型、CAD模型数据交换;通过整合目前商业化或非营利性运行的各类云架构CAD软件,分别从基于3D打印云平台的在线3D建模和基于云的工业级产品设计两个方面,总结了云架构CAD软件的应用场景;基于云架构CAD软件的应用和发展需求,以及与5G、数字孪生等的紧密关联,探讨了智能制造背景下云架构CAD软件的技术挑战与趋势。

摘要：针对汽车发动机零部件设计验证计划(Design Verification Plan,DVP)编制工作中存在的知识多源异构,人工编制效率低的问题,研究了汽车发动机零部件DVP辅助生成方法。首先建立了零部件的设计验证案例表达模型和推理规则的表达模型,构建了汽车发动机零部件设计验证知识库;提出设计验证案例属性的分类及其相似度计算方法,在此基础上给出了案例局部相似度计算方法;提出了两阶段的案例检索与规则推理修正融合的集成推理模型,实现零部件DVP的辅助生成。最后通过实例计算和性能分析表明,该方法减少了汽车发动机零部件DVP编制的工作量,验证了该方法的有效性。

摘要：为解决净水厂数字孪生模型构建问题,基于数字孪生五维模型,结合净水厂全流程工艺要求提出全要素数字孪生模型构建方法。通过净水厂多层次多尺度数字孪生几何模型,对净水厂全要素及其关系进行数字化呈现;通过标识解析、数据采集、语义描述和有限状态机行为搭建净水厂数字孪生信息模型,实现物理世界与数字空间的虚实映射和数字化表达;通过“机理+智能”混合驱动搭建净水厂数字孪生决策模型,对净水厂的运行机理和规律进行刻画。基于所提理论和方法设计开发了数字孪生净水厂运维管控一体化平台,为构建净水厂数字孪生模型提供了参考。

摘要：为实现工艺设计过程中对产品设计数据的有效重用,提出了一种切削体分解组合策略。该策略利用对切削体的分解组合,向工艺设计提供所需的基本工艺路线、工艺模型、尺寸公差等工艺数据。为生成符合工艺要求的切削特征,阐述了切削体分解算法和分割面的生成方法;研究了几何约束、工艺约束下的分割面分解优先级确定规则;探讨了单元切削体组合条件和优先组合策略。通过实例阐述了该策略下的工艺设计过程,验证了该策略的可行性和有效性。

摘要：指出基于通用PC的数控技术存在系统资源与需求不匹配、操作系统不适应于实时控制、系统的核心硬软件不具有自主知识产权等问题,认为嵌入式技术是网络数控技术与系统未来发展的方向之一。提出一种基于嵌入式技术的网络数控系统硬件和软件体系,开发与仿真环境。硬件结构由显示及输入装置、嵌入式数控单元、嵌入式可编程序逻辑控制器、嵌入式伺服控制模块、高速现场总线和以太网共同组成,软件体系结构由控制与运算软件、组态软件模块、嵌入式操作系统、辅助设计系统和控制仿真系统组成,能够实现基于通用PC数控系统的所有功能。规划了嵌入式网络数控软件自动生成与辅助开发过程,以及嵌入式可编程序逻辑控制器辅助开发与软件生成过程。提出嵌入式新型网络数控系统中央数控单元硬件实现方案,搭建起中央数控单元先进精简指令集处理器和数字信号处理器的软件架构。基于嵌入式技术的网络数控系统的最大特点是中央数字控制单元不再是一个通用的计算机系统,而是一个嵌入式计算机系统,不但运算能力强、结构灵活和成本低廉,而且具有通用性强、可组合、易扩展、可伸缩和开放性等特点。