滚珠丝杠副的载荷分布决定了滚珠丝杠副的传动精度、刚度、寿命等重要性能。在考虑滚动体和滚道变形的基础上,根据赫兹接触理论建立了包含滚动体和滚道误差的滚珠丝杠副载荷分布模型,并选取样件进行仿真分析。结果表明滚动体加工精度决定了滚珠丝杠副载荷的波动程度;丝杠滚道左右圆弧误差在精确计算滚珠丝杠副载荷分布时不能忽略;满足精度等级要求的丝杠行程误差对载荷分布的影响是可以忽略的;丝杠热伸长引起的滚道误差会改变滚珠丝杠副载荷分布,通过控制丝杠加工温升在4~5℃内能够使滚珠丝杠副载荷更稳定。

为解决废旧智能手机造成的环境污染及资源浪费问题,提出了废旧智能手机拆卸可行性价值评估模型与方法。以“小米3”智能手机拆卸和回收为例,基于智能手机分层树拆卸模型生成拆卸序列,建立拆卸和回收利润模型。提出价值评估方法,对手动拆卸和自动化拆卸两种拆卸方式下的废旧智能手机拆卸和回收价值进行评估,结果表明,自动化拆卸的回收利润远高于手动拆卸。

为研究动车组客室座椅模态特性,对某型动车组客室座椅进行了模态仿真计算和台架试验研究。对比发现,座椅的仿真计算和试验的数值差别较大;空载试验座椅垂向和横向振型的模态频率较高,纵向振型的模态频率较低。通过分析座椅结构发现,引起模态偏差原因为座椅的装配间隙,间隙的存在导致连接刚度不足,降低了模态频率。为改善模态特性,提出了优化建议,并通过试验测试对其进行了验证。

基于某2 MW风力发电机组发电、待机、风轮锁定等不同状态,仿真模拟偏航角度偏差对机组载荷的影响,获得了极端载荷下的偏航偏差角。基于叶片气动性能曲线对偏航过程中机组载荷变化的趋势进行理论研究,确定了不同风速下偏航限值的参考值,与仿真分析相结合制定了风力机组的偏航保护策略,可有效降低机组的极限和疲劳载荷。

以轨道车辆地板组合断面为研究对象,为了获得精确的振动响应计算模型,采用基于模态特征的有限元修正方法,对结构较为复杂的复合材料客室地板进行了有限元模型修正,使用修正后的模型进行模态参数、频响函数的试验和仿真验证,结果表明,在50 Hz以内试验与仿真结果匹配性较好。基于修正后的地板组合断面有限元模型,研究了不同座椅安装方式对地板断面振动响应及传递规律的影响,研究结果与现车的振动规律一致,从理论上验证了现车座椅安装改善方案的合理性。

爬楼梯轮椅的行驶轮升降机构是典型的并联四连杆机构,为了提高轮椅行驶轮升降时的力学性能,减少所需的整体驱动力矩,在对轮椅进行动力学分析的基础上,以四连杆机构除机架外的连杆以及杆间角度为设计变量,以所需驱动力矩函数的积分为目标函数,并列出约束条件,在MATLAB中编程,利用带有惩罚函数的粒子群算法对爬楼梯轮椅行驶轮升降机构进行优化设计。对比优化前后目标函数值以及所需驱动力矩曲线发现,优化后目标函数值和驱动力矩明显减小,避免了力矩过大所造成的损耗。总之,优化设计使轮椅在升降过程中的力学性能有了极大的提升。

采用轻量化设计理念和计算机模拟仿真,在SolidWorks中建立了BGC-60D抱罐车后车架结构模型。利用有限元法对满载起包和满载运行工况下的后车架结构进行了应力应变分析并对关键构件的应力强度和安全系数进行了分析。基于最优化理论在ANSYS有限元分析软件中优化模型。通过研究分析确定了后车架结构的应力分布和变形情况,以重要构件的材料厚度为优化变量对后车架进行轻量化设计,优化后的后车架结构质量较优化前减轻了6.64%,达到了轻量化的目的,为抱罐车的结构设计和轻量化提供了理论指导和实际应用参考。

基于三维非线性Hashin准则和连续损伤力学,建立了一种复合材料层合板的三维渐进损伤有限元分析模型,采用指数形式退化模型表示材料的损伤扩展,准确地描述复合材料损伤的本构关系。通过ABAQUS用户材料子程序UMAT预测了复合材料层合板偏心压缩强度,并与试验结果进行了对比。结果表明,有限元模拟结果与试验结果在损伤扩展、破坏模式及破坏载荷方面均吻合得很好,所提出的三维非线性Hashin准则+指数退化模型模拟复合材料偏心压缩失效的方法有效、可行。

针对考虑零件构建方向的增材制造生产调度问题,提出了一种面向选择性激光熔融工艺的单机调度模型,该模型考虑了零件的构建方向、交货期等因素,以最小化所有零件的单位体积生产成本为优化目标。为解决分布估计算法容易陷入局部极值的问题,设计了一种引入邻域搜索策略的改进分布估计算法求解该模型。最后通过算例证明了模型的可行性和算法的有效性。

为实现对锂离子电池内短路故障的有效预警,提出一种基于小波降噪-曲线相似程度的锂离子电池内短路故障诊断方法。首先基于多分辨率的小波降噪方法,对锂离子电池充电电压曲线进行降噪;然后使用曲线相似程度确定故障报警阈值;最后通过模拟内短路实验获取早期故障电压数据,对数据进行多分辨率的小波降噪后,计算各循环充电电压曲线相似程度作为报警阈值。实验结果表明所提出的基于小波降噪-曲线相似程度的锂离子电池内短路故障诊断方法能够有效实现故障预警,为锂离子电池内短路故障诊断提供了一种新的方法。