摘要：针对樽海鞘群算法在优化过程中存在收敛速度慢、求解精度低、易于陷入局部最优解等缺点,提出了基于柯西和高斯混合变异的一种自适应变异策略的樽海鞘群算法,该算法通过选出适应度值最好的前S个个体进行自适应变异,可避免算法陷入局部最优解.通过柯西和高斯变异动态调整参数的变化提高算法的局部搜索能力和收敛速度.选取10个测试函数分别对樽海鞘群算法及改进樽海鞘群算法进行测试比较.数值分析表明,改进的樽海鞘群算法收敛速度快,寻优能力强且精度高.将改进后的算法用于提梁机主梁结构的优化设计中,该结构在满足强度、刚度、稳定性等设计要求条件下,主梁的截面积减少了13.58%,轻量化效果显著,表明该算法具有良好的工程应用价值.

摘要：为了降低承载传动误差波动产生的振动激励,提出了成形磨人字齿轮直线型对角修形优化设计。根据ISO对角修形定义,计算齿顶、齿根修形起始线在旋转投影面上的螺旋角,将修形曲线设计为直线型,给定最大修形量,确定对角修形的齿面方程。利用齿面接触分析和轮齿承载接触分析,以工作载荷下人字齿轮承载传动误差波动量最小为优化目标,采用遗传算法优化对角修形参数。确定以目标修形齿面法向偏差的平方和最小的目标函数,以螺旋角、模数、压力角为设计变量,采用遗传算法分别对齿顶和齿根修形区域进行逼近,从而实现对角修形的成形磨加工。结果表明,人字齿轮直线型对角修形可以将承载传动误差波动量降低到36.65%;采用三截面砂轮成形磨的理论误差控制在1μm以内,获得较高的齿面精度;试验人字齿小轮齿的检测结果控制在4级精度以内,并进行了齿轮副的滚检试验,从而验证该方法的有效性。

摘要：飞机牵引过程存在大惯性、高质心和时变摩擦力的特点,严重影响电传动牵引车的平稳性。为提高电传动牵引车运行过程的稳定性,以影响飞机牵引稳定的变量转速和转矩为研究对象,分析所设计策略的控制效果。运用ADAMS和MATLAB/Simulink仿真软件,构建了10 t飞机和牵引车的动力学模型和电机模型,设计基于转速和转矩的二阶非线性自抗扰控制器。分别对比分析了基于自抗扰控制(ADRC)和PID控制的电传动飞机牵引车变速过程中的轮速动态特性,并开展了变速过程的样机控制试验。结果表明:基于二阶非线性自抗扰控制器的飞机牵引系统的变速效果更优,变速过程中的轮速在响应速度、稳定性和抗扰能力等方面均更佳;试验结果与仿真结果吻合,证明了仿真模型和仿真结果的可行性与正确性,为高稳定的电传动飞机牵引车研究奠定基础。

摘要：近年来,负泊松比(Negative Poisson′s Ratio,NPR)材料以其优异的力学性能与在传统工业领域巨大的应用潜力引起了学术界的广泛关注。设计并研究了一种新型负泊松比材料(基于YSH结构胞元)在动态压缩工况下的力学性能。通过有限元仿真的方法,对比了不同结构参数(斜壁倾角、宽度比、纵横比)对胞元等效力学性能参数的响应差异,探究了这些结构参数对吸能性能的影响程度,并进一步扩展到对四种常见的功能梯度阵列排布下的结构的研究。采用吸能量Ea、吸能效率Eε和平台应力σp三个指标评判了结构的能量吸收效果。研究发现:斜壁倾角θ越大,结构整体的能量吸收表现越佳;宽度比α对于结构整体的等效力学性能与能量吸收均影响较小;纵横比β越小,结构的负泊松比效应越明显,但相反地,其数值越大却能带来更高的能量吸收效率。所得结果可为负泊松比材料的功能导向设计提供参考。

摘要：装载机在作业时工况恶劣,其驱动桥中的齿轮系统热-机负载较大,其疲劳性能决定了整机可靠性。针对装载机在服役期间轮边减速器齿轮接触疲劳问题,对其进行了有温度场与无温度场两种情况下的疲劳寿命分析。首先建立了齿轮单齿啮合的有限元模型,跟据传热学理论计算了疲劳试验加速加载谱工况下齿轮的热边界条件。随后对其温度场与应力场进行了求解,得到了啮合齿轮在各级载荷下的温度分布与应力分布。最后对齿轮接触疲劳寿命进行了评估并与台架试验结果进行了对比,结果表明:有温度场作用的疲劳寿命更接近实验结果。研究为齿轮系统的优化及抗疲劳设计提供了参考。

摘要：针对滚动轴承在高速高压气帘影响下供油不足的问题,提出了基于表面沟槽结构的轴承润滑增效方法。首先,建立了考虑轴承真实结构、组件内部运动的轴承润滑仿真模型,利用沟槽的引流作用增强润滑油轴向流动能力,进而提升轴承润滑效率;其次,考虑轴承变工况服役特点,研究了供油量、转速、沟槽尺寸、喷嘴直径等因素对轴承润滑性能的影响规律,结合正交设计获得了影响沟槽润滑增效的多因素敏感性排序,基于参数归一化方法构建了适用于变工况的最优沟槽宽度预测公式。搭建了高速轴承润滑实验台,对比分析了不同宽度沟槽在轴承变工况下的润滑增效作用,结果表明,当轴承转速超过6000 r/min时,所提方法获得的最优沟槽结构使得轴承接触区润滑油流量提升5倍以上,显著提升了轴承的润滑效率。

摘要：为了改善弧齿锥齿轮啮合性能,提出了一种接触路径沿齿长方向的大重合度设计新方法。预置弧齿锥齿轮副的设计重合度和传动误差幅值及对称性,通过迭代优化局部综合参数,获得内对角和沿齿长的大重合度齿面印痕。借助齿面接触分析和轮齿承载接触分析,进行了两种大重合度设计在轮齿强度和承载传动误差上的比较。算例表明,接触路径沿齿长方向的大重合度设计在小轮、大轮弯曲强度和齿面接触强度上,分别提高了13.67%、10.05%和5.77%,承载传动误差幅值下降了31.32%,并且能够改善齿面印痕对安装误差的敏感性。

摘要：在教育信息化2.0时代背景下,针对高校智慧校园的建设要求,研究探索智能会议室的内涵与功能需求,帮助高校规划设计出符合师生心理需求的室内交流空间。本文通过实地调研和查阅文献法,确定高校智能会议室4个维度、29项功能需求内容,采用Kano模型方法对智能会议室的用户需求满意度进行分析,得出功能需求中必备型需求8项、期望型需求9项、魅力型需求10项、无差异型需求1项和反向型需求1项;再计算满意度系数SI和不满意系数DSI,并分别对同一维度下和相同功能需求类型指标进行优先级排序。在科学分析用户功能需求重要度的基础上,提出智能会议室的设计规划方案,为高校师生提供一个满意的交流空间,也为其它智能空间的设计提供理论指导和参考。

摘要：利用无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)参与灭火是解决城市高层建筑消防问题的一种有效手段.针对无人机云台运动的控制问题,提出一种基于约束跟随理论的云台水枪喷嘴跟踪控制策略.根据高层建筑实际灭火需求,设计了云台水枪喷嘴两自由度驱动结构,采用Denavit-Hartenberg(D-H)方法对云台系统进行建模并由此完成云台运动学方程的建立.根据拉格朗日方程构建云台无约束动力学模型,把云台水枪喷嘴的期望轨迹作为约束,在不引入诸如拉格朗日乘数等任何变量或伪变量的情况下,基于Udwadia-Kalaba方程得到可以满足约束跟随需要的驱动转矩解析式,实现状态连续反馈控制,以达到水枪喷嘴轨迹跟踪的目的.为了减小跟踪误差,采用Baumgarte约束违约法进行稳定性处理,并在MATLAB/Simulink环境下对其轨迹跟踪控制进行仿真.搭建以数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)为控制核心的实验平台进行轨迹跟踪控制实验.仿真和实验结果表明,基于约束跟随理论的轨迹跟踪控制算法能够有效地完成跟踪任务并实现对期望轨迹的高精度跟踪.

摘要：针对装载机在使用过程中焊接结构的疲劳开裂问题,文中在其设计阶段进行了疲劳寿命评估。首先,建立了工作装置中连杆网格尺寸为10,5,2.5 mm的有限元模型,对其进行静力学求解并提取其焊趾节点的结构应力,结果表明,在这3种网格尺寸下结构应力大小的相对误差不超过1%,验证了主S-N曲线法对网格尺寸不敏感的特性。此外,建立额定载质量9 t的装载机工作装置在台架试验姿态下含有焊缝细节特征的三维有限元模型,采用实测得到的疲劳试验加速加载谱进行加载计算,获得焊线L1~L8的结构应力,根据各焊线所受的载荷模式及所处位置的板厚等参数计算得到了工作装置焊线L1~L8的疲劳寿命,并与采用FE-SAFE软件计算得到的8条焊线疲劳寿命进行对比,二者分析结果均在焊线L2(动臂板与动臂油缸连接处焊缝)处首先发生疲劳破坏,疲劳寿命分别为12376.3和9597.6 h;通过与采用IIW和BS 7608标准计算的寿命进行对比,分析了结果差异的原因,评估结果对改进装载机工作装置结构与焊缝优化提供了依据。