多孔材料可以减轻零件重量,同时也具有良好的传热和能量吸收性能。随着增材制造技术的发展,依照需求设计的类桁架点阵结构多孔材料的制造变得十分方便。基于类桁架点阵结构(lattice structure)多孔材料开展的零件设计和传统的零件设计不同,它具有参数众多导致设计空间庞大的特点。就常见类桁架点阵结构的单元结构类型,常见类桁架点阵结构的力学分析方法和利用类桁架点阵结构进行零件设计过程中的优化方法进行了总结并提出了对未来研究方向的思考。

飞机发电机作为飞机机电系统的关键部件之一,为飞机提供主要的电力来源,其运行状态在飞机的使用过程中至关重要。为改善和提升飞机发电机的性能变化趋势的预测精度,更好实现对飞机发电机性能变化的趋势分析,以某型真实飞机发电机为研究对象,提出一种由多项式趋势预测模型和ARMA模型相结合的组合预测方法来对该型飞机发电机进行性能趋势分析。首先,在专业试验平台上对该型飞机发电机进行了长期大量试验,获取了大量性能表征信息。在此基础上,将多项式趋势预测模型和ARMA模型进行组合,综合运用多项式趋势预测模型良好的趋势拟合能力和ARMA的时间序列分析功能,对该型飞机发电机进行性能趋势分析。试验验证结果表明,这种组合预测方法优于传统单一模型的预测方法,具有很高的预测精度,能够更好地实现对飞机发电机的性能趋势分析效能,具......

针对镍-铬-铁基高温合金GH4169电火花线切割加工质量预测问题,通过正交实验设计并结合方差分析,分析放电电流及脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速对GH4169高温合金电火花线切割加工表面粗糙度和线切割速度的影响规律。在实验数据基础上训练BP神经网络,建立脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速对表面粗糙度和线切割速度影响的预测模型,预测结果表明,将正交实验与BP神经网络融合应用在GH4169高温合金电火花线切割加工中,不仅减少了工艺参数优化选择的盲目性,也提高了加工质量的预测精度和效率。

为提高嫁接生产率和后期嫁接苗的愈合成活率,设计了茄果类蔬菜嫁接机的切削装置。以处于嫁接期的接穗和砧木为实验对象进行切削试验,探讨了基于贴接法所采用的不同切削方式对切削质量的影响。以切削速度、切刀座工作面夹角和刀刃厚度作为试验因素,切削偏移率和茎秆拉丝率为试验指标,通过作业性能试验确定了该装置的最优工作参数。试验结果表明同等切削条件下,斜切所需极限切应力略大于削切,但切后创口均匀度较好,不易产生拉丝现象,利于嫁接苗后期创口愈合,适合应用在切削装置上;当嫁接用苗切削装置的切刀切削速度为150 mm/s、切刀座工作面夹角为60°、刀刃厚度为1.5 mm时切削效果最好。

传统摄像机线性标定Faugeras方法具有简单易实现的优点,然而其模型在求解时未考虑摄像机的特性,只当成一般数学问题求解,造成误差较大,特别是求解的图像中心点与实际的图像中心有较大偏差。为此提出一种新的摄像机线性标定方法,把图像中心作为光轴中心点,在认为该参数已知的情况下,可有效避免其他参数产生较大误差。将参数分开求解,分步获得摄像机参数,并对部分参数进行优化。实验结果表明,提出的这种新的线性标定法相较于Faugeras方法有了一定提升,标定精度较高且计算速度较快。

针对环形铣刀五轴加工复杂曲面的全局干涉问题,提出了一种基于参数曲面网格划分与刀具包围盒的全局干涉检测算法。首先将加工参数曲面沿参数方向进行网格划分,得到若干离散网格点;然后将环形铣刀的圆柱面用六个平面包围形成刀具包围盒,并通过曲面离散点与形成刀具包围盒的六个平面的位置关系判断曲面离散点是否落入刀具包围盒内;最后判断落入刀具包围盒内的曲面离散点是否在环形铣刀的圆柱体内,若曲面离散点在环形铣刀的圆柱体内则存在全局干涉,否则不存在全局干涉。该方法与传统方法相比极大的提高了全局干涉的检测效率,通过实例验证该方法是可行的。

腿式平台具备良好的地形适应性和机动性,可以在复杂的环境下展开作业。考虑到开链腿机构受限于关节驱动的数量、质量及响应速度,提出一种兼具上肢和下肢的新型单动力十连杆闭链腿机构,搭建具备正反两种行走模式的二十四足行走底盘,实现正面十六足行走、反面八足行走。对所搭建多足平台进行机构设计和运动学分析,得到腿部运动参量;基于单元构造和整机集成,进行步态特性分析;最后开展动力学仿真分析,验证多足行走平台的高频驱动特性、多闭链支撑牵引特性与双模式行走机动性能。

冷却风扇是发动机正常散热的重要保证,同时也是耗能单元,在满足散热模块对风量、风压要求的前提下,降低冷却风扇对发动机的能量消耗。针对车辆用冷却风扇相关性能参数进行分析,根据结构特点建立数学模型,参考设计空间尺寸和其他参数要求,设定优化设计的目标函数和约束条件,基于惩罚函数法对冷却风扇进行结构优化设计。基于冷却风扇风洞试验和发动机冷却系统台架试验,对比优化前后冷却风扇的性能差异。结果可知,冷却风扇的能耗降低,而效率提高,散热效果基本不变;优化设计达到提高效率降低功耗的目的,风扇效率提高约6%,静压变化小于1%,可认为基本无变化;发动机台架试验表明应用该优化设计方法后,冷却风散与发动机匹配性良好,散热效果达到优化前设计要求;可以在保证风量风压要求的前提下,通过优化风扇相关性能参数,降低冷却风扇自身......

针对高频电磁泵的单向阀配流问题,对单向阀进行优化来提升电磁泵的性能。通过应用Fluent的UDF程序和动网格技术对整个电磁泵进行瞬态仿真计算,以电磁泵净输出流量最大为目标,同时利用正交实验设计的方法研究单向阀径孔比、行程、刚度对泵流量性能的影响。研究结果表明,通过优化单向阀参数能够有效地提升泵净输出流量,流量同比提高了17.65%。搭建了高频电磁泵试验平台,试验测试结果与仿真相吻合,验证了模型的正确性,同时为高频电磁泵性能的提升提供理论基础。

为分析多目标优化前、后铝合金车轮径向疲劳可靠性,建立了铝合金车轮的有限元模型并进行静力学分析,在nCode中基于应力分析理论进行数值仿真计算,对车轮进行径向疲劳寿命分析。以车轮的径向疲劳寿命和自重为优化目标构建多目标优化数学模型,优化后的车轮径向疲劳寿命大幅提高,同时车轮的自重减少了15%。基于6σ方法对优化前、后的结果进行了可靠性分析,结果表明优化后的车轮可靠性更高。