提高车辆自身的安全性能是解决道路交通安全问题的有效方法,汽车的制动性能是其主动安全的重要组成部分。基于ADAMS/Car软件,参考某轿车相关参数建立了麦弗逊前悬架模型并进行仿真试验,分析前轮定位参数并以此为目标函数,通过ADAMS/Insight进行优化设计,得到优化后的悬架结构参数和前轮定位参数。建立包括优化后的前悬架的整车动力学模型,进行不同工况下的汽车制动性能仿真试验;根据优化后的硬点坐标,调整悬架的结构参数并进行实车紧急制动试验,获得试验汽车的制动距离,对比分析后得出试验汽车的制动性能及其与行车安全之间的关系。结果对研究汽车主动安全和提高道路交通安全具有一定的指导意义。

介绍一种利用元胞自动机思想求解二维弹性力学问题的方法。该算法将问题求解域离散成随机分布的场节点,每个场节点被定义为一个元胞,而其位移则为元胞的状态量。算法规定,每一个元胞都有一个多边形的邻域,此邻域内包含其它元胞。借助于有限元插值思想,算法建立了任意一个元胞状态量和相邻元胞状态量的关系,将二维弹性力学问题的求解转化为元胞状态量的演化。本研究中的演化规则考虑了遗传因素,演化过程具有并行性,因此可提高计算效率。通过随机分布点建立的元胞自动机是一种无网格算法,但在二维问题边界附近可以与有限元网格无缝连接,因此在固体力学计算中具有较好的应用前景。数值算例验证了算法的合理性和可行性。

针对目前产品服务系统研究多以"产品"或"服务"为中心的问题,提出了一种基于灰色关联度的产品/服务集成设计方法。采用灰色关联法对目前产品/服务系统的价值类型进行分析,获取产品价值增值的最佳设计方向。基于用户、设计者和制造商等各利益相关者间的关系,采用动力学模型分析产品/服务的系统功能。通过黑箱法与IDEFO功能描述方法构建产品/服务集成模型,实现活动模块划分,获得产品与服务的匹配关系,最终产生集成产品与服务为一体的设计方案。以共享豆浆机的设计为例,阐述了该方法的具体实施过程及有效性。

分析研究了决定FDM工艺3D打印机打印模型精度和成型稳定性的关键问题成型空间加热保温系统。提出了相应的解决方案给出了成型空间热风双循环加热保温系统的设计方案,并创新设计了"六边形"风琴防护罩,为大尺寸成型空间的均匀加热保温提供新的设计思路。给出了成型空间保温防护系统关键元件的选型计算方法,为加热器的选型提供科学依据。经过实际生产中的应用和测试,证明了研究方案是可行的,具有实际应用价值,为后续的大尺寸工业级3D打印的工艺研究提供实现基础。

对游乐飞碟驱动半轴进行了疲劳寿命预测。运用ANSYS Workbench得到驱动半轴危险点的位置及该处的应力集中系数,设计相应的扭转试样,进行拉伸试验与扭转疲劳试验,得出材料的抗拉强度并修正材料的S-N曲线,进一步修正得出构件的S-N曲线,导入到NCODE软件中,结合设备满载与偏载载荷时间谱,通过小试样试验来实现对大型结构件的寿命预测。通过进行不同存活率P下疲劳寿命预测,得到在99%的存活率下,驱动半轴的疲劳寿命大概为2.9年。此数值可以作为游乐飞碟驱动半轴检修与更换的依据。

为了提高主从异构型遥操作系统的安全性,提出了一种混合控制方法。首先,对机器人与力反馈设备间的运动学映射方法进行研究以实现主从异构型机器人的运动控制。其次,为了提高机器人与环境交互的安全性和稳定性,采用导纳控制实现对机器人末端接触力的控制。同时,采用角色分配的方法在线调整运动映射和导纳控制的角色因子,实现两种控制方式的融合。实验结果表明,与采用力反馈的位置控制相比,该方法在操作效率和安全性上具有更高的性能。

以某企业正在开发的一款12 m右舵客车为研究对象,在Hyperstudy软件中建立车身骨架的近似模型,然后运用MOGA多目标遗传算法对车身骨架结构的壁厚进行优化,经过计算分析,轻量化后客车骨架质量减小206 kg,轻量化率达到9.13%,实现了轻量化的目标。通过对比分析轻量化前后车身骨架的典型工况性能和模态性能,验证了轻量化方案的合理性。

针对铸造起重机服役过程中金属结构安全性问题,提出从疲劳破坏的角度分析其裂纹扩展情况。以铸造起重机金属结构为研究对象,调研分析铸造起重机的工艺流程,结合金属结构理论和雨流计数法,得到一年内主梁危险点的两参数二维应力谱,根据线弹性断裂力学,应用Paris公式对裂纹扩展情况进行预测,根据疲劳裂纹扩展尺寸进行预测相对应的疲劳剩余寿命。以此为基础,通过Msc.Fatigue仿真软件模拟裂纹扩展增长趋势,从而预测焊接箱形梁结构的疲劳剩余寿命。以100/40t-28.5m四梁偏轨铸造起重机焊接箱形梁结构为例,其理论计算结果与仿真结果的相对误差为1.44%。结果表明通过理论与仿真相结合的方式可较为准确的分析疲劳裂纹扩展情形,确保了疲劳剩余寿命计算结果的精确性。

研究降转速工况下滚动轴承微弱故障特征信号的提取,提出了一种基于计算阶次分析、三次样条插值分析与包络谱分析相结合的新方法。基于滚动轴承微弱故障实验测得的降速工况下的转速信号和振动信号,首先对转速信号在时域内积分获得角位移-时间信号,再对该信号进行线性插值获得等角度间隔的角位移-时间信号,然后利用该时间序列对振动信号进行三次样条差值获得等角度间隔分布的重采样振动信号,最后对重采样振动信号进行包络分析及快速傅里叶变换获得阶次包络谱。通过对滚动轴承微弱故障实验信号分析,表明该方法能有效提取出滚动轴承微弱外圈故障和滚动体故障特征信息。该方法为轴承微弱故障特征信号提取提供了一种重要手段,具有广泛的应用前景。

为节省人力、提高工作效率,设计了一款具有钱币识别、整理、找零功能的公交车投币箱。介绍了其结构及工作过程,并通过样机进行了验证。该装置可以检测钱币、整理一元纸币、接收五元纸币并找零,结构简单、成本低、可靠性高,具有良好的市场价值和应用前景。