摘要：为探究新型圆台扰流换热器流动、传热性能最优的结构参数,采用中心复合设计响应面法对圆台扰流通道开展了数值模拟研究,分析了当雷诺数为10000时,圆台径高比(2~4),圆台角度(0°~30°),流向间距比(1.5~2.5)和展向间距比(1.5~2.5)对圆台扰流通道的综合热力性能、传热性能和熵产的影响规律,并对圆台结构进行了显著性分析和参数优化,最后,结合流动结构对比分析了优化得到的通道性能提升的机理,并拟合得到了有关圆台扰流通道流动、传热和熵产的经验关联式。结果表明:圆台角度是影响通道综合热力性能的最显著参数;展向间距比对传热性能的影响最显著;对熵产影响最显著的是展向间距比。与参考通道相比,以传热性能最优得到的通道传热性能提高了44.11%;以熵产最低优化得到的通道熵产降低了28.24%。当以传热性能最好和熵产最低进行优化时,通道的传热性能提高了39.04%,但其熵产增加了12.69%。该研究结果可为圆台扰流换热器的优化设计提供理论基础。

摘要：提出了模糊健壮设计中望大特性和望小特性的分位数型设计准则,并根据模糊健壮设计原理,建立了望大特性与望小特性的模糊健壮设计优化模型.为了提高求解该模型的效率和灵活性,采用基于最大可能点的分位数求解算法代替随机模拟法来计算质量特性的分位数,并将它和常规优化算法相结合构成了该模型的求解框架.通过太阳能灌溉系统的设计实例表明,该方法可以有效地处理健壮设计问题中的模糊信息,不仅能事先根据设计者的意愿来灵活地调整设计方案的优质率和可行性,而且采用基于最大可能点的分位数求解算法使得在迭代点处的平均运算次数比传统模糊健壮设计方法减少了90%以上,从而提高了模糊健壮设计问题的求解效率.

摘要：为了实现设计重用,提出了一种面向复杂结构零件的初始化设计知识模型构建方法.采用功能特征分解对复杂结构零件进行了从功能到其映射结构的逐层解析,构建了功能结构设计矩阵,研究了各级功能结构的设计流程规划方法.以特征分解树为框架,研究了面向对象的表示方法对各级功能结构设计支撑知识的模块化封装,最终实现了初始化设计知识模型的构建.应用结果表明,在汽车发动机气缸体设计知识模型的构建中,该方法可有效地实现对其设计知识的条理性重用.

摘要：针对随机型和区间型干扰因素共同作用条件下的产品健壮设计问题,在同时考虑设计目标健壮性和设计约束可行健壮性的基础上,提出了健壮设计的分位数型设计准则;在该设计准则的基础上,建立了产品健壮设计的分位数优化模型,保证了所设计产品的抗干扰能力和可靠度。通过汽车离合器膜片弹簧的健壮设计实例,验证了该方法的有效性和实用性。

摘要：在分析现有并行设计过程建模研究的基础上,提出了一种基于统一建模语言(UML)和多色集合理论的并行设计过程建模与分析方法,分析了并行设计活动的连接形式、UML活动图的基本建模元素和基本模型结构.采用多色集合理论,将UML活动图节点间的连接关系和基本模型结构形式化,结合基于特征的零件和工艺并行设计过程,建立了UML活动图模型,从模型简化、路径求取和时间消耗等方面定量地分析了并行设计过程,实现了该模型到多色集合围道矩阵的映射.研究表明,该方法具有面向对象且易于被非专业人员理解和使用的特点,可以为产品设计过程建立形式化模型.通过对设计活动进行布尔运算和定量分析,发现了影响产品设计进程的关键环节,从而为并行设计的组织和实施提供了理论指导.

摘要：寿命预测理论是机械零件与装备安全服役的关键基础,也是现代机械设计与制造必须涵盖的重要方面。机械重大装备寿命预测技术对国民经济发展和国防建设具有重要意义。在过去近一个世纪与失效事故的斗争中,人类通过对诸如飞行器、舰船、车辆、发电机组等机械重大装备的研究,建立了基于力学的寿命预测理论、基于概率统计的寿命预测理论以及基于信息新技术的寿命预测理论等学科分支。针对机械重大装备寿命预测研究方法的特点和应用状况,综述国内外相关文献的研究现状,总结当前机械重大装备寿命预测研究的热点与成就,归纳当前机械重大装备寿命预测研究在理论建模与试验中存在的若干问题,分析机械重大装备寿命预测具有理论建模难、试验验证难以及数据积累分析难的特点,为今后进行深入的寿命预测研究提供可以借鉴的研究方向。

摘要：针对电动汽车的混合式复合电源工作模式切换复杂、不利于不同工作模式的功率最优分配问题,提出基于模拟退火算法的复合电源能量管理优化方法。对混合式复合电源的工作模式进行分层讨论,建立能量管理系统的各部件损耗模型,基于不同层次设计能量管理策略。在分层能量管理策略的基础上,采用模拟退火算法降低系统的损耗。搭建混合式复合电源仿真模型和实验台进行仿真和实验。仿真和实验结果表明:在NYCC和EUDC路况下,混合式复合电源能量管理系统采用模拟退火算法优化比滞环逻辑控制的总损耗降低0.8%和1.1%。混合式复合电源能量管理系统采用模拟退火算法不仅能有效降低系统损耗,实现功率最优分配,而且能及时跟随功率需求,由超级电容提供或吸收峰值功率,保证电池安全。

摘要：激光选区熔化是一种成形难加工金属的方法,文中以90W-7Ni-3Fe为研究对象,分别考虑材料在粉末和实体状态下的物性参数,建立温度场有限元模型,模拟成形过程中的温度场,研究了不同工艺参数下的熔池尺寸、温度梯度、冷却速率变化等.温度场分析表明,熔道中心温度超过了钨的熔点,粉末充分熔化,而熔道搭接处温度仅超过镍铁熔点,钨颗粒并未熔化,因此在相邻道之间区域是以液相烧结方式形成.同时,设计了相应参数的工艺试验,发现增大能量输入,可以使液相填充更加充分,成形件致密度提高.

摘要：针对微型动力机电系统(Power micro electromechanical systems,Power MEMS)研究中出现的发动机结构匮乏问题,引入旋转冲压概念,提出微型旋转冲压发动机方案;通过对MIT微型涡轮发动机结构与原理分析,提出离心旋转冲压发动机与向心旋转冲压式发动机结构。通过对半径为5 mm的冲压转子内部气流的冷态模拟计算表明,向心旋转冲压转子在边缘线速度510 m/s情况下,最大可以实现3.6 MPa左右的冲压能力,初步达到冲压发动机运转要求。此时其切向喷口的气流相对速度约为630 m/s,满足微型发动机轴功率的输出要求。流体速度场模拟结果表明,转子内部的气流相对速度小于60 m/s,轴向速度为几米到十几米每秒,有利于组织燃烧与保证驻留时间。最后阐明了转子圆周速度,燃气最高温度,转子尺寸对发动机性能的综合影响规律。

摘要：针对自由搜索算法以及自适应随机搜索(ASS)算法效率低和寻优能力不足的问题,提出了一种基于群体发现和加入行为的随机搜索(HASS)算法。HASS算法采用搜索半径的自适应调整策略提高搜索效率,利用区域混合搜索策略引导群体中的不同个体分别进行全局和局部搜索,通过状态评估方法引入变异策略避免陷入局部最优。HASS算法与ASS算法的主要区别体现在解的选择机制和搜索策略上,HASS算法同时接受较优个体和较差个体,分别为两类个体设计不同的寻优策略来指明搜索方向,增强了算法跳出局部最优的能力和寻优效率。对12个标准测试函数的实验结果表明,该算法的寻优成功率可达100%,较之其他4种算法具有更快的收敛速度和更强的全局搜索能力,特别适于处理复杂的函数优化问题。