摘要：为提高具有复合干扰问题的高精度伺服系统的控制性能,采用两个最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS_SVM)在线逼近高精度伺服系统中的复合干扰,应用粒子群算法离线优化了LS_SVM的核函数参数和正则化参数;根据反步控制理论,依次递推选择Lyapunov函数,设计了基于LS_SVM的自适应反步控制器;通过Lyapunov稳定性证明了系统的稳定性.仿真结果表明:LS_SVM能对系统复合干扰部分进行有效的补偿;反步自适应控制器与经典三环PID控制器相比,在未考虑复合干扰时,系统响应时间减少了20%;考虑复合干扰时,系统稳态精度提高了34.09%,系统响应时间减少了25%;其能有效抑制系统参数变化对系统性能的影响,说明LS_SVM的自适应反步控制器具有较强的鲁棒性.

摘要：针对制造和服务系统中不规则物流交互点在过道布置问题中的研究不足,以实际布局方式为研究背景,探究物流交互点对过道布置问题(CAP)影响,构建考虑不规则末端设施物流交互点位置的CAP混合整数规划模型(MIP),同时结合问题和模型特点,提出一种基于遗传的混合鸡群算法,该算法采用整数编码方式,应用部分映射交叉、两点变异等操作进行离散化设计,结合所设定的代数参数G按照规则进行重新分组,通过对比5~49不同规模算例测试结果,验证了模型的合理性和算法的可行性。将所提算法与遗传算法、模拟退火算法、分散搜索算法在初始原过道布置问题上进行不同规模求解对比,结果表明了混合鸡群算法在求解效率和求解质量上的有效性和优越性。

摘要：为了解决现行标准中转向架构架焊缝容许疲劳强度数据存在的问题,针对当前的各种结构应力方法和数据,就其在焊缝结构应力测试、容许应力幅、设计值存活率、平均应力修正、焊缝修整疲劳强度提高及极限容许应力确定等方面的关系和差异进行对比,并构建了Q345钢焊缝基于实测结构应力的疲劳图和S-N曲线.结果表明:转向架构架焊缝结构应力的实测可沿用B12/RP17规定的方法,即采用6 mm长的应变片并将其前端紧靠焊趾边缘布置;建议借鉴IIW (Intemational Institute of Welding) FAT100和FAT90两组基本数据,并应用其平均应力和焊缝修整疲劳强度提高的修正方法,构建更加合理的基于实测结构应力的焊缝容许疲劳强度数据;对于2×10~6次循环数对应的疲劳图,极限容许应力可参考DVS 1612规定的方法,由母材屈服极限除以相应的安全系数确定.

摘要：为解决柴油发电机组对不同类型和功率发电机的连接套与隔振系统刚度匹配问题,提出以广义弹性力做功为基础的能量解耦法来量化刚度匹配对双层隔振系统固有特性的影响.基于某内燃动力总成双层隔振系统建立3自由度和18自由度动力学模型进行分析.结果表明:3自由度模型能够反映系统耦合的主要特点,机组弹性模态频率与低阶刚体振动模态频率比大于2.96时可以降低刚体振动对弹性模态的影响;考虑惯性耦合和弹性耦合后,18自由度模型对应的频率比应大于4.10才可以显著降低该振动耦合.同一柴油机匹配不同惯性参数的发电机,均可参考小惯性参数发电机隔振设计时对应的频率比和刚度比进行双层隔振系统刚度匹配.

摘要：为提高塔式起重机的动态性能,建立了以动刚度为优化目标的塔机结构系统动态优化数学模型．通过模态分析及简谐振动响应分析确定影响塔机动态性能的关键模态频率,并以此作为优化目标,对主要结构参数进行灵敏度分析,以确定塔机动态优化的设计变量．以塔机结构系统质量、静强度、静刚度、动态位移响应幅值等为约束条件．实例分析表明,采用这种动态优化方法,动位移幅值降低59．5％,结构质量减少11．2％．

摘要：建立了某型动车组铝合金焊接车体的有限元分析模型,对焊缝部位进行简化建模,焊缝与实际存在的差异在等效结构应力计算中进行修正;基于标准BS EN 12663—1:2010分析了车体承受的载荷,采用Box-Behnken正交矩阵设计确定了车体的9个疲劳载荷工况;对车体有限元模型施加多轴载荷,分析了车体侧墙上的4条长焊缝部位的应力分布,确定了6个应力因数计算的关注点;采用名义应力法和等效结构应力法计算车体侧墙焊缝的应力因数,对比分析了2种应力分析方法。分析结果表明:2种应力分析方法在循环次数为1.0×10^(7)的许用应力范围不同,名义应力为16.40 MPa,等效结构应力为26.61 MPa;6个关注点的名义应力范围均小于其等效结构应力范围,得到的车体焊缝6个关注点的名义应力和等效结构应力的应力因数分别为0.33、0.25、0.50、0.49、0.76、0.62和0.23、0.24、0.39、0.45、0.61、0.48;针对同一焊缝的关注点,名义应力法计算的应力因数大于采用等效结构应力法计算的应力因数;名义应力法存在很大的分散性,导致应力因数偏大,而等效结构应力法物理意义更明确,计算的应力因数更为合理。

摘要：通过二维图像进行重建的三维模型,是目前术前规划、人工关节定制的普遍需求。本文提出一种统计形状模型与拉普拉斯曲面变形相结合的方法,应用于股骨图像的三维重建,以优化传统统计建模重建过程中特征不足和信息损失造成的精度问题。该方法将基于统计形状模型的重建结果用能够代表形状特征的拉普拉斯算子表示,在拉普拉斯坐标系下进行曲面结点坐标变换,建立骨骼新特征,使重建模型与二维图像充分拟合。最后选取50例股骨模型验证本方法的有效性。结果表明,引入拉普拉斯曲面变形后的方法较传统统计形状模型的精度提升了16.8%~25.9%。该方法能够以更高精度完成骨三维重建,为术前个性化假体设计及其精准定位与快速生物力学分析等研究提供模型基础。

摘要：为了同步提高目前新能源汽车发电机的气动噪声性能和散热效果,满足更严苛的噪声、振动与声振粗糙度需求,以某型汽车交流发电机为研究对象,基于台架试验和数值仿真方法探究端盖栅格对气动噪声和温度场分布的综合影响规律;基于五点法获得了噪声声压级分布,基于多热电偶测点获得了关键部件的温度分布,基于计算流体动力学仿真软件和电磁场Maxwell仿真软件获得了发电机内部的流场、声场和温度场分布,采用试验结果验证数值计算模型的正确性;在分析原始发电机气动噪声特性和温度场特性的基础上,设计了具有不同倾角的端盖栅格侧壁以降低冷却气流冲击的动能损失,探讨了端盖栅格倾角和扇叶气流出口角的合理匹配,并基于牛顿冷却理论研究了波状端盖栅格对增加换热表面面积和降低气动噪声的影响。研究结果表明:端盖栅格结构对气动噪声有较大贡献,同时也对冷却效果产生显著影响;端盖栅格侧壁倾斜40°时能够和扇叶气流出口角更合理地匹配,有效减少冷却气流冲击的能量损失,三相定子绕组最高温度降低9.63 K,12阶次气动噪声降低3 dB(A)以上;波纹状端盖栅格增加对流换热面积和气流速度的同时降低了气动冲击作用,使得端盖散热量增加7.72 W,定子铁芯、端盖和三相定子绕组温度分别降低了5.12、4.94和5.29 K,栅格对涡流的改善以及气流对栅格的冲击削弱使12和24阶次气动噪声降低3 dB(A)以上。

摘要：为解决传统的高速列车动力学性能多目标优化方法缺乏考虑设计指标之间的相互作用且主观性强、可解释性差、效率低等问题,提出一种基于博弈论的高速列车转向架动力学设计指标分解协调方法。首先,基于灵敏度分析结果建立7个动力学性能设计指标与13个转向架设计参数之间的分解映射,分析了动力学设计指标分解中的冲突关系并提取了冲突要素;然后,将互相冲突的动力学设计指标的分解协调转化为一个博弈过程,确定博弈中的决策结构,构建了博弈主体的效用函数并建立冲突性能的主从博弈协调模型;其次,设计一种基于遗传算法和二次规划联合的Nash均衡求解算法,以Nash均衡作为设计指标分解结果;最后,以高速列车稳定性和曲线通过性能的博弈协调为例验证了博弈协调模型与求解方法的可行性和有效性。研究结果表明:该方法不依赖于人工设置即可快速得到与高速列车实际设计参数相近的结果,并且在该结果下临界速度、脱轨系数、轮重减载率等指标均满足要求。引入博弈论进行动力学性能多目标优化不仅可获得直线稳定性和曲线通过安全性相对均衡的动力学性能,还减少了设计迭代次数,提高了设计效率,且所求取的是数学意义上的Nash均衡,极大地降低了主观性。研究成果可为高速列车悬挂系统设计和动力学性能协调优化提供参考。

摘要：摩擦学行为研究对认识界面摩擦磨损特征,揭示摩擦自激振动产生机理及演变规律,保证摩擦系统的可靠运行具有重要意义.目前的摩擦学行为模拟试验装置由于刚性连接方式对界面摩擦振动响应的干扰,难以精确开展摩擦学行为研究和材料磨损性能评估,亟需隔离摩擦界面与机械连接部件之间的耦合振动.为此,基于气浮轴承设计了1种可实现振动解耦的摩擦学行为模拟试验台,通过锤击试验以及与非振动解耦摩擦试验机的对比试验,测定并验证了试验台振动解耦功能的有效性.锤击试验表明,未充气状态下在气浮轴承轴套处检测到多个频率,而充气状态下仅有较低的单一频率存在.摩擦学对比试验发现,随着法向载荷或往复滑移频率的增加,振动解耦试验台测得的振动加速度均方根变化率线性增加,而非振动解耦试验机的振动加速度均方根变化率呈先增后减的趋势,存在明显差异.因此,该摩擦学行为模拟试验台成功实现了摩擦界面与机械连接部件之间的振动解耦,为进一步精确探究界面摩擦学行为的影响因素和演变规律、揭示摩擦自激振动产生机理以及在对比评估不同材料摩擦磨损性能时排除摩擦学设备的影响方面提供了新的思路及有效的手段.