摘要：针对当前六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)微球制备中粒径较大且均匀性差的问题,提出了一种能够控制液滴生成模式的声流控技术。该技术将液滴微流控技术与声表面波技术相结合,提高了含能乙酸乙酯液滴的尺寸均匀性,利用溶剂-非溶剂重结晶法制备了微米级CL-20/NC含能微球。采用高速相机对液滴生成过程进行监测,结果显示,声表面波技术能有效控制液滴生成模式的转变,避免液滴生成过程中因材料析出和通道堵塞等原因引起的液滴生成模式的不可控转变,实现了液滴均匀连续的生成。使用场发射扫描电镜对具有不同CL-20含量、不同NC含量和不同粒径的微球形貌进行了表征,结果显示,通过降低CL-20含量、增加NC含量或增大微球粒径等方式,可以降低微球的表面粗糙度,减少表面缺陷,同时在声表面波技术辅助下,微球粒径变异系数从39.33%降至7.51%,极大地提高了微球的均匀性。通过X射线衍射仪和热质量分析仪对具有不同粒径的CL-20/NC微球的晶体结构和热力学性能进行了表征,结果显示,中位粒径为20μm的微球(分解峰温为229.04℃)的热稳定性优于中位粒径为7μm的微球(分解峰温为228.22℃)的热稳定性,而中位粒径为7μm的微球的反应剧烈程度与能量密度较大,其损失质量率(84.3%)和放热量(12.05 mW/mg)均高于中位粒径为20μm的微球的损失质量率(80.2%)和放热量(8.84 mW/mg)。声流控技术成功制备了粒径更小且均匀性显著提高的CL-20/NC含能微球,为高能量密度材料的优化设计与应用提供了重要参考。

摘要：利用有限元分析方法比较不同无规则多孔结构融合器在腰椎模型直立工况下力学性能的差异。基于脊椎腰段CT扫描数据,利用计算机辅助软件对腰椎L4-L5节段进行逆向工程重塑;根据腰椎模型设计了平均孔径大小为0.65 mm、0.75 mm和0.85 mm,且孔隙率分别为67.6%、72.8%和77.8%的3种不同的Voronoi无规则多孔融合器结构;利用ANSYS模拟腰椎直立压缩工况,对比分析了腰椎位移量和椎间融合器的位移量、等效应力应变及弹性模量情况。结果表明:3种不同参数的融合器表面应力不存在集中现象,而平均孔径为0.75 mm,且孔隙率为72.8%的无规则多孔腰椎融合器的等效应力峰值最低,相比其他两种降低了35.9%~54.2%,最大位移量为0.092 mm,与健康腰椎相比降低了0.046 mm;弹性模量与平均孔径为0.85 mm,且孔隙率为77.8%的相差不大,都能满足自体骨性能要求。因此,平均孔径为0.75 mm且孔隙率为72.8%的无规则腰椎融合器结构最优,可以有效改善锥体稳定性,同时为个性化无规则多孔融合器的设计提供了基础。

摘要：针对传统蓄能器在蓄能和释能过程中压力变化大容易引起系统压力不稳定的问题,提出了一种基于弹簧储能的恒压蓄能器。首先分析装置的工作原理,然后推导并求解关键零件凸轮的轮廓曲线方程。对某液压系统蓄能器的关键参数进行设计,在ADAMS软件中搭建其仿真模型,对流量变化时蓄能器的恒压效果进行了模拟验证,稳定工作时恒力偏差在1%以内。为液压式储能设计提供参考依据。

摘要：针对目前飞机进气道内的发动机吸气叶片人工检测存在的问题,提出了飞机进气道机器人巡检方案,基于动力学仿真软件对吸气叶片拨动机构进行了参数设计与性能分析。采用平面四连杆机构作为叶片拨动执行机构,建立了机构的数学模型,通过粒子群优化算法对拨杆末端轨迹综合问题进行了优化设计,得到了拨杆机构的几何尺寸和安装偏角。分析了拨杆末端与叶片接触的力学特性,在Adams环境中开展了叶片拨动过程的动力学仿真,得到了拨动叶片关键接触力和机构驱动力矩,为飞机进气道巡检机器人整机行走及支撑单元驱动设计提供了依据。

摘要：无人机自主飞行的定位和避障是制约其发展的主要影响因素。为使无人机能够根据设定的多个目标点自主规划路径、躲避障碍并到达目标点,设计并制作了一架四旋翼无人机,利用ROS进行模块化设计实现GPS定位和基于SIFT特征点提取的双目视觉定位,分析激光雷达点云数据实现障碍检测,并利用人工势场法实现路径规划,能够完成自动飞行到达若干个目标点的任务。最后进行了算法测试与真机测试,在飞行测试中无人机可以绕过或者跨越障碍物,按照预定路线到达目标点。

摘要：装配信息建模是数字化装配、智能化装配的基础,然而人工交互建模效率低下且易发生装配特征识别和装配特征配合的错误,难以满足复杂机械系统的精确建模。基于三维装配体模型隐含的装配工艺信息,以STEP模型文件为输入,研究了面向几何信息的装配特征自动提取与配合关系识别算法。进而针对装配集成信息模型的构建,从装配精度模型和装配序列规划角度提出了信息推理算法。最后基于开发的系统,通过装配实例信息模型构建证明了所提算法的有效性。

摘要：为解决微风振动所造成的输电线疲劳破坏、低频振动吸收不明显问题,提出一种新型柔性约束颗粒阻尼防振锤结构,并研究其对输电线振动控制效果。设计一种铰链结构,将导线的振动传导至防振锤并起到将防振锤横向位移放大的效果,为通过颗粒阻尼充分耗能提供有利条件;通过柔性约束颗粒和防振锤腔体灵活设计,增强防振锤中颗粒间的摩擦耗能,进而实现对输电线振动的抑制。在实验室中搭建防振锤-输电线实验平台,分析防振锤对输电线振动控制特性。研究结果表明:带有铰链结构防振锤在保持线夹处动弯应变不变的情况下,具有更好的低频振动抑制效果;所设计的新型柔性颗粒铰链防振锤对于输电线的振动控制效果明显,且具有抑制宽频振动特性。研究结果可为输电线的微风振动控制以及新型防振锤的设计提供新的思路和技术途径。

摘要：为实现燃料组件下管座的冷却剂压降、异物过滤和结构承载等多种性能的综合提升,本研究提出了一种多目标优化方法。该方法以冷却剂压降和异物过滤效率为目标,优化下管座的关键尺寸参数,并以六边形下管座为例开展了尺寸优化研究。结果表明,采用该方法下管座的冷却剂压降和异物过滤的优化幅度分别达到12.5%和6.3%,并且优化后的最大应力同步降低14.0%,性能提升效果显著。本研究建立的多目标优化方法具有通用性,能够适用于其他类型下管座的结构优化以提升其综合性能。

摘要：为解决谐波减速器传动过程中刚轮以及柔轮出现的过啮合和欠啮合的问题,对谐波减速器装配过程中柔轮形变进行分析,发现柔轮在装配后的实际齿廓线空间位置与理论位置存在差异。为避免由于该形变不足所导致的啮合干涉和啮合不充分问题,提出了一种轮齿齿廓线的修正方法来对柔轮齿廓进行设计优化。在此基础上,以某型号谐波减速器为例,建立谐波减速器装配有限元模型,对谐波减速器装配过程进行有限元量化分析;采用所提方法对齿廓线进行优化修正并进行有限元分析;通过对优化前后的啮合初始侧隙、啮合区间以及预计寿命进行仿真分析以及数值对比,证明优化后的谐波减速器预计寿命提升超过20%,验证了该方法的正确性,从而可为谐波减速器柔轮以及齿形设计优化制造提供一种有效的设计思路与方法。

摘要：针对稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口(BCI)系统对计算机性能要求较高的问题,提出一种以现场可编程门阵列(FPGA)和商用脑电采集设备为核心的SSVEP-BCI系统。该系统通过FPGA独立的显示模块,实现了视频图形矩阵(VGA)接口的控制;按照显示刷新帧的方式分配闪烁频率对应的范式图案,实现了诱发SSVEP信号所需范式的稳定显示。通过实验对所设计的VGA视觉刺激器光闪烁频率进行采集分析可知,视觉刺激器范式显示频率与所设计的频率基本一致,可用于SSVEP诱发实验。结合所设计的视觉刺激器,完成了基于FPGA的脑电信号处理和特征识别。设计方案使用串口将脑电信号传输到FPGA端,采用快速傅里叶变换分析频率成分,对视觉刺激器对应的频率进行分析比较,最终通过实验对系统进行验证。结果表明:设计的系统在4个刺激目标和单次实验时长2 s的情况下,实现了平均85.25%的识别正确率,表明系统能够实现SSVEP信号的诱发和有效识别,并且能够达到较好的效果。