摘要：汽车零部件的轻量化设计与制造是助力整车轻量化、实现绿色制造和降低汽车碳排放的重要途径。以汽车变速器轴为对象,对其轻量化设计与高效精密制造进行了研究,基于Abaqus静力分析研究了相同静扭载荷下变速器轴不同空心轻量化设计时的应力分布,基于FORGE探究了变速器轴旋转锻造缩径过程的变形特征,实现了对设计管料的旋锻工艺验证。结果表明:空心设计能够很好地实现变速器轴的轻量化,结合变壁厚设计能够改善应力分布、提升轻量化水平至50%左右;使用旋转锻造工艺能够实现变速器轴的缩径和壁厚增厚,保证良好的精度,同时将成形损伤累积和成形力控制在较低水平。

摘要：针对传统路径规划算法仅能规划单一最短路径且不能调节路径宽度而难以适用于自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)集群航路规划的缺陷,提出了精英族系遗传算法(elite family genetic algorithm,EFGA)。该算法将基因适应度加入适应度评价函数中,同时在进化过程中标记精英个体作为多路径规划结果,并在该算法基础上针对AUV集群路径规划问题设计了一种多智能体路径规划(multi-agent path planning,MAPP)方法。仿真结果表明,该算法可以求解无冲突路径集合实现MAPP,通过实现AUV集群的最优多路径航行方案减少集群的航行耗时,且能够满足不同AUV编队规模对可调路径宽度的需求。

摘要：为满足军用空优战斗机的超声速巡航和亚声速巡航需求,提出了一种涡轮级间混合的变循环发动机架构,该架构包含两种工作模式和八种变循环特征。首先阐述了本架构设计理念与任务目标;然后建立了部件级实时动态变循环发动机模型;最后,在经过特有的粒子群寻优算法对变循环发动机亚声速巡航油耗寻优,对比第四代涡扇发动机油耗产生了12.75%亚声速巡航收益。此外,即使在超声速巡航点本架构也实现了一定的油耗收益和推力提升。在超声速巡航和亚声速巡航之间,可实现0.29~0.82的涵道比大范围变化。结果表明,该架构有望成为一种适用于下一代空优战斗机的变循环发动机架构。

摘要：本文从基于力致变形(机械传动)驱动和基于电致变形(智能材料)驱动两方面分析了柔性变焦透镜(FVFL)的发展现状。通过归纳和分析发现:柔性变焦透镜均存在温度、重力对稳定性的影响。传统力致变形驱动的柔性变焦透镜变焦范围大,但响应速度慢,不易微型化设计;电致变形驱动的柔性变焦透镜响应速度快、结构紧凑。改善变焦透镜成像质量、降低驱动电压是目前柔性变焦透镜的研究热点。探索新颖的驱动方式,研究低功耗、智能化变焦系统将是柔性变焦透镜的主要发展趋势。

摘要：针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型。该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法。应用连通零件单元生成算法直接生成连通的零件单元,避免了在拆卸过程规划中许多非连通单元的干扰;利用可拆卸性判断算法对生成的连通单元进行筛选,剔除其中不合理的零件单元。在此基础上,建立基于多色集理论产品拆卸模型,以零件所受累计约束数的大小规划产品的拆卸序列,并构建了多色集递阶结构图表达产品的拆卸过程及拆卸序列。

摘要：针对直驱式电液作动控制系统需具备良好的静态、动态特性,根据系统的工作原理确定其数学模型,并对其进行定性的分析。结果表明直驱式电液作动控制系统的性能目标相互耦合,因此,在系统结构设计时需要综合考虑。提出基于Pareto多目标的优化算法,对该控制系统的多个性能指标进行多目标优化设计,所得结果可为设计该系统提供参考。

摘要：为提高多通道等离子体点火器的工作可靠性和使用寿命,解决放电引起的瞬时高温和工作环境长时间高温引发的点火器端部烧蚀问题,本文基于嵌入式多通道等离子体点火器和强制对流换热的冷却方式,设计研制了冷却型多通道等离子体点火器,并建立了单头部旋流喷雾基础燃烧室实验系统,开展了冷却型多通道等离子体点火器点火特性实验研究。利用CH*自发光信号诊断系统结合数值图像处理方法分析了放电通道数、冷却气流流量和来流流量对点火过程的影响,并比较了不同条件下的贫油点火边界。结果表明:冷却气流增大了贫油点火极限当量比和点火延迟时间。在400SLM来流、50SLM冷却气流条件下,多通道等离子体点火器的点火极限当量比为0.304,点火延迟时间为37.4ms,均大于无冷却气流工况。相较于单通道点火器,多通道等离子体点火器能显著拓宽贫油点火边界,且受冷却气流影响较小。在400SLM来流且无冷却气流条件下,多通道等离子体点火器可以拓展点火边界3.2%,而在50SLM冷却气流下拓宽效果达到3.7%。

摘要：为了测量手机跌落时的变形与应变,基于数字图像相关法及双目立体视觉原理,提出一种用于手机跌落试验中变形与应变测量的方法,并研制了相应的高速三维全场应变光学测量系统。针对手机跌落碰撞过程中,角度变化导致散斑匹配失败率高,变形应变场缺损严重的问题,利用高速相机高速采集图像,并改进图像匹配方法,采用顺序逐帧基准匹配,保证了测量精度,提高了应变场完整度。研制了光学测量系统,设计了试验方案,进行了数字图像测量方法与动态应变仪测量结果的对比,对改进的散斑匹配方案进行了验证。试验结果表明,本文的方法使变形应变场的完整度提高了21%,其位移动态测量精度为0.42%,应变测量精度为0.5%。本文的方法和系统可以满足手机跌落碰撞全场变形与应变测量的要求,与传统测量方式相比有明显优势,是研究手机跌落碰撞变形规律的有效途径。

摘要：为克服传统三维人体扫描系统体积大、线路复杂、成本高的缺点,采用SR300体感器获取三维人体点云,针对体感扫描点云噪声大的问题,提出由外而内,分步去除噪声的系统方法。此方法无需点云间的拓扑关系,可以直接对三维散乱点云进行处理。首先,设计体感扫描实验平台获取人体点云并采用圆柱体分割法进行点云预处理;接着,提出并实现2种体外离群点去噪的算法,即统计分析法和球半径法,将这2种算法结合使用去除不同类型的离群点;最后,调整人体深度图的双边滤波去噪算法的权重因子到合理的范围内,分别以单幅点云和全身点云为对象,去噪时间分别仅为传统双边滤波的7.52%和3.69%。借助VS2010开发环境,并调用PCL库进行大量算法实验。研究结果表明:本文方法能够有效去除内外噪点且能保持边缘特征,获得较好的三维人体点云结果。

摘要：文中针对小曲率铁质面吸附、爬行难的问题,设计了一款永磁体吸附的微型爬壁机器人。该机器人采用磁吸附提供正压力,通过履带与铁质壁面的摩擦力提供机器人的驱动力。同时,为了使机器人在工作中保持安全避免失稳,对机器人在4种易脱离的情况下进行受力分析,计算出了机器人保持安全所需的磁吸附力。利用有限元软件分析永磁体的厚度及永磁体与壁面间的距离等因素对吸附力的影响规律,得到了最佳结构尺寸。通过搭建样机在圆筒上进行0~2π的一圈爬行测试,验证了此机器人能够在任意角度进行稳定工作,为后续爬壁机器人结构的设计和优化提供了借鉴。