为了解决老人以及下肢残疾患者爬楼困难的问题,设计了一种星轮式电动爬楼轮椅。首先,采用可升降三星轮翻转机构实现轮椅爬楼功能,机构的升降实现了轮椅平地驱动与爬楼的切换,轮椅通过座椅调平机构可增加爬楼时轮椅的稳定性;然后,对轮椅爬楼过程进行力学分析,验证了轮椅爬楼时不会出现打滑现象;最后,结合能量法对轮椅爬楼时的前后向稳定性进行分析。数值分析表明,轮椅具有充足驱动力用以爬楼,能够在爬楼时不发生倾翻,具有乘坐安全和爬楼稳定的优点。

楔形锁紧条作为连接航空电子模块与机架的关键产品,其传导热阻一直被忽视。传统锁紧条的热阻较大,导致大功率模块热控效果不良。从锁紧条导热机理入手,设计了新型结构的低热阻楔形锁紧条,并对其按照高量级(最高量级为22g)随机振动谱线进行了3个方向的耐久振动测试,然后采用先进的基于结构函数原理的瞬态法对锁紧条的热阻进行了测试。实验结果表明,低热阻锁紧条具有优异的机械紧固性能与抗振性能,相比传统锁紧条其热阻降低幅度达33%。

在先进民机研发过程中,为了提高全尺寸试验验证效率,需要在积木式试验略低一层级进行试验。针对试验载荷优化,基于有限元分析方法,以复材机身舱门曲板结构试验为例,提出了一种采用含约束加权最小二乘法进行试验载荷优化的方法,将试验加载点的作动器量程看作不等式约束,对重点关注区域给予更小的权重系数以提高局部区域拟合精度,计算结果表明所述方法可以确保试验件的受力状态与全尺寸结构受力状态一致。

以汽车的车身优化为研究目的,首先分析了流体基本形式以及流体的力学基本方程,然后针对汽车车身的造型特征,筛选出6种对汽车空气动力学影响大的特征。以气动系数和升力系数为优化目标,利用流体力学软件Fluent,根据特征因素的显著性差异取其相应的最佳指标值,从而获得最佳的车身造型。通过建模的方法改进汽车车身,仿真结果显示,汽车的动力性和操纵稳定性显著提高,说明利用数值仿真模拟方法能够更加全面、准确地优化汽车车身造型,对企业产品的研发优化有重大现实意义。

针对制动器问题,提出了一种具有4个制动蹄片的新型鼓式制动器——四蹄分体式制动器。在已有的领从蹄鼓式制动器基础上,建立了四蹄分体式制动器制动蹄片的制动力矩、摩擦力、摩擦力作用半径的数学模型,并对制动效能进行了理论分析。结果表明,四蹄分体式制动器能够改善领从蹄鼓式制动器中领蹄制动效果优于从蹄的现象,保持两侧制动效果一致。虽然结构略显复杂,但在摩擦系数为0.35时,四蹄分体式制动器在制动效能因素上相较于传统领从蹄鼓式制动器提升了39.49%。同时四蹄分体式制动器提升了整体制动效能,为下一步的制动器应用研究提供了理论依据。

滚动导轨几何误差是未知的,具有不确定性,导致其准静态误差亦具有不确定性。主要研究不确定性几何误差作用下滚动导轨准静态误差的分布规律。首先,通过接触受力分析,将双边接触问题细化为两个单边接触问题,建立包含不确定因素的静力平衡方程;其次,定义误差参量描述几何误差,对其进行抽样模拟,获得误差参量抽样样本;再次,分析几何误差和弹性变形误差之间的耦合关系,建立滚动导轨准静态误差模型;最后,基于误差模型,以某滚动导轨为例,求解其准静态误差,分析不同直线度公差、预紧力以及外载荷对滚动导轨准静态误差分布的影响规律。

睡眠质量下降严重影响人们日常生活,长期低质量睡眠会增加患精神疾病与生理疾病的风险。提出一种基于远程控制系统的多功能助眠床,利用远程控制系统对床体调控,调节后满足用户睡眠需求。相较于传统床垫,该助眠床集体态调节、软硬度调节、温度调节为一体,具备电控、机械双保险,使助眠更加科学、便捷、安全。利用SolidWorks构建三维模型进行运动仿真,并利用力学模型、ANSYS有限元分析软件验证了机构的可行性,根据要求进行了样机试制。该设备具有可操作性强、低成本、易维护、安全性佳、适用范围广、市场推广性佳等优点。

点阵结构在航空航天领域有着巨大的应用潜力,其尺寸精度与功能特性密切相关。工业CT是对三维点阵结构进行尺寸特征检测的最佳选择之一。针对点阵结构的CT扫描数据提出了基于骨架特征的点阵周期性间距测量方法。通过网格收缩算法构建点阵结构的骨架模型。在此基础上,采用模板特征匹配法分离点阵单元并提取点阵单元中心点,实现点阵单元间距的测量。实验结果表明,骨架模板特征匹配法能够实现三维点阵结构内外尺寸特征的测量,具有效率高、稳定性好等优点。

为解决塑料喷吹装置中喷吹不准确、噪声大等问题,采用基于Fluent数值分析的交互正交试验法对维多辛斯基曲线喷嘴的出口半径、收缩比和收缩段长度3个结构参数进行优化分析。建立喷嘴二维模型,选择Realizable k-ε湍流模型和宽频气动噪声模型,并通过Simplec算法计算出喷嘴的3个结构参数对射流核心段长度和噪声的影响。研究结果表明出口半径对射流核心段长度影响最大,收缩比与收缩段长度的交互作用对其影响最小,单因素对射流核心段的影响高于因素间交互作用的影响;出口半径与收缩比的交互作用对噪声影响最大,收缩段长度对其影响最小。

PASSIM卷烟机吸尘盒是控制烟支搭口夹末率的关键部件之一。从烟支搭口夹末形成的原因出发,根据PASSIM卷烟机吸尘盒的工作原理,通过优化改进吸尘盒内吸尘口、科学计算吸尘盒内吸尘口尺寸、新增覆盖上胶器喷胶嘴后方位置吸尘盒、原吸尘盒与加长吸尘盒间增加隔板、原吸尘盒与加长吸尘盒一体化设计制作等系列举措,对吸尘盒进行技术改造,使烟支夹末率大幅降低,保证了烟支外观质量。