摘要：面向手功能康复产品设计领域,通过生物功能协同实现模式指导产品功能求解,达到提高产品设计适用性与跨领域转化效率的目的。依据仿生设计螺旋路径和手部康复需求,建立功能树模型,将设计问题生物化,借助Ask Nature知识库检索并筛选生物原型;根据类比原理分析生物功能系统与技术功能系统,进行相似度计算,获得有效仿生对象并分析其生物效应;通过生物-产品系统类比模型,获得形态结构、行为原理、运动环境三个层面的映射关系;通过产品功能求解模型,实现生物原型在功能层面上的模仿和替换。基于功能相似性确定生物原型后抽取并应用其效应特征,可完善手功能康复产品的功能结构,指导手功能康复产品设计,实现跨领域功能结合,帮助设计人员快速实现仿生设计目标。

摘要：设计一种非金属材料高温应力-应变曲线测试方法,并对所获得的Mn S高温应力-应变曲线数据进行摩擦修正。在此基础上利用有限元分析技术,研究变形参数对Mn S夹杂物演变的影响,并设计相应物理实验进行对比分析。结果表明:实验方法获得Mn S高温变形数据有较高的可靠性。在基体变形过程中,Mn S夹杂物形状由球状逐渐变为椭球体形、直至圆薄片状,且基体不同位置处夹杂物变形后的形貌不同。随着Mn S夹杂物初始尺寸的增加,探伤检测不通过风险增大,锻件质量亦随之变差。

摘要：针对常规变形方法难以实现的轻合金板成形问题,综合固体颗粒介质成形和超声振动塑性成形技术,提出超声激励颗粒介质成形工艺。采用ABAQUS对变幅杆及凹模按照20 k Hz工作频率进行设计并展开模态及谐响应分析,并以此为基础,设计并制造了最大输出功率1.5 k W的板材超声激励颗粒介质成形模具,进行AZ31B筒形件热态拉深试验,研究超声振动对板材颗粒介质拉深成形的影响。结果表明：超声激励促进颗粒介质的流动性及其传压性能;超声激励影响镁合金板材的极限拉深比,在振幅为6.7～11.6μm范围内,该极限拉深比呈现先增加后降低的规律。超声振动可以降低最佳压边力及成形载荷并抑制法兰区起皱,并且成形载荷随着超声振幅的增加,载荷降低比例越高。

摘要：为了准确判断Q235钢在非对称应力循环载荷作用下产生的棘轮效应、包申格效应及循环软/硬化特性对材料性能的影响,本文进行了多种非对称应力条件下的循环加载试验。采用数据分析的方法,研究了Q235钢力学变形行为与加载工况之间的关系。试验表明:Q235钢棘轮应变和棘轮应变率的正负与平均应力符号相同;平均应力为负值时,表现为循环硬化特性,压缩屈服应力大于拉伸屈服应力;平均应力为正值时,表现为循环软化特性,拉伸屈服应力大于压缩屈服应力;在平均应力符号相同条件下,第1周的屈服应力也基本相同。研究结果为结构设计和建立精确的循环本构模型提供了理论依据。

摘要：为满足新的ASME标准对容器设计制造的规定,提出了一种带外凸台大型核电水室封头的近净锻造新技术。以EPR核岛蒸发器水室下封头为典型件进行模拟研究,分析现有封头锻造工艺的不足,拟定圆板坯的反印锻造与拉深两步成形的新工艺,建立了锻造与拉深全工艺过程的有限元模型,得到拉深成形载荷、凸台的位置、凸台的形状以及封头壁厚变化的技术数据。在此基础上进行了1∶5铝合金拉深成形试验,获得了尺寸合格的试验锻件。结果表明,采用新工艺成形的锻件成形质量好,可有效降低切削前的坯料重量的80%,利用现有设备能降低生产成本,具有节能、低碳的良好经济效益。

摘要：针对电液位置伺服系统的不确定性与输入饱和问题,提出自适应抗饱和控制策略。建立阀控缸系统的数学模型;在基于反步法的设计框架下,将输入饱和导致的跟踪误差加入到李亚普诺夫函数当中,并根据该李亚普诺夫函数设计控制器。通过使李亚普诺夫函数渐近稳定,使得系统跟踪误差收敛于零。针对系统模型中的不确定参数,通过自适应算法对其进行迭代更新,以保证控制器的有效性。以跟踪误差最小为目标函数,采用粒子群搜索算法优化控制器的4个参数。结果表明:加入抗饱和时的控制信号比未考虑输入饱和时的控制信号的幅值明显减小,消除了输入饱和现象;在参数不确定和输入饱和情况下液压缸活塞的最大跟踪误差仅为5.8×10^(-6)mm,相对无抗饱和算法时的跟踪误差有了大幅减小。

摘要：液压型风力发电机组在额定风速以下时为获得最多电能,需随风速变化追踪最佳功率点.建立并网液压型风力发电机组仿射非线性数学模型,基于反馈线性化方法,分别以风力机转速和液压系统传输功率为输出,以变量马达摆角为控制输入,线性化系统,设计最佳转速与最佳功率追踪控制器,实现机组在额定风速以下随风速变化输出最佳功率.仿真结果表明,以液压系统传输功率为控制输出的功率追踪过程动静态特性较好.理论分析表明,控制器中高压腔压力变化率是否可以规划,是影响功率追踪过程稳定性的关键因素.

摘要：针对一些形状复杂、具有局部特征的难变形薄壁构件的成形问题,提出固体颗粒介质成形(Solid granules medium forming,SGMF)技术。并以薄壁的抛物线壳体零件为例,分析零件的特征及成形难点;基于ABAQUS平台,自行编制程序对抛物线壳体SGMF成形过程进行有限元法(Finite element method,FEM)和离散元法(Discrete element method,DEM)耦合仿真分析,探究不同摩擦因数对工件SGMF的影响。研究表明,FEM-DEM耦合分析技术兼顾离散颗粒介质与连续体板材各自的变形特点,能较准确模拟金属板材SGMF成形过程,并采用该耦合分析技术确定该抛物线壳体零件的最佳成形工艺参数;最后在模拟结果的基础上,开展抛物线壳体零件的颗粒介质成形试验研究,并成功试制出合格工件,试验结果与FEM-DEM耦合模拟结果基本吻合。

摘要：应用MSC. Marc软件建立不锈钢316L/微合金钢EH40复合样件热压缩成形的三维热力耦合有限元模型,对复合样件的热压缩过程进行仿真研究。有限元仿真对双金属层厚度值的预测误差在10%以内,可用于对双金属材料复合比变化规律的研究。通过有限元仿真试错法代替实验试错法,分析实验过程中复合样件频繁出现压偏现象的原因。对比实验与仿真结果发现,复合样件各组成部分同轴度精度保持不良是导致样件偏斜的主要原因。316L不锈钢中间层0. 1 mm的偏移会导致样件在50%以上的较大压缩变形时出现严重偏斜现象。最终通过优化样件设计与装夹方案,有效解决了样件偏斜问题,保证了实验的有效开展。

摘要：考虑磁场调制型磁齿轮传动系统中内转子偏心,建立了基于时变磁耦合刚度的参数振动动力学模型,采用多尺度法推导了内转子上转矩激励频率接近系统固有频率时的共振响应计算公式,分析了算例系统的主共振响应。结果表明:当转矩波动频率接近系统不同阶固有频率时,产生的共振振幅相差较大,且共振响应中只有一个自由度的振幅很大,而其他自由度振幅很小;系统响应中激励频率占主导成分,而激励频率与磁耦合刚度波动频率的组合频率对系统响应影响很小。较大的主共振会严重恶化系统动力学行为,对其进行研究可以为深入探索该系统的动力学特性、优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。