针对目前市面上的箱型结构动态轴组秤秤体出现的局部强度差、刚度不足、焊接复杂等问题,设计了一种U型钢结构的动态轴组秤秤体。使用Inventor分别建立箱型结构和U型钢结构的有限元计算模型,通过ANSYS进行静力学分析与模态分析,得到两种结构秤体在不同工况下的应力应变分布云图以及秤体各阶固有频率和振型。得出结论U型钢结构秤体的力学性能及固有振动频率要优于箱型结构,且可以实现动态秤轻量化的目标。

针对电路板焊点的疲劳失效问题,首先使用基于灵敏度的模型修正方法对有限元模型参数进行了修正,并通过模态试验和振动试验验证了模型的精度。然后通过随机振动试验获得应力-时间历程的载荷谱,再通过瞬态响应分析获得危险焊点的应力响应时域信号。最后运用雨流计数法和Miner累积损伤理论对焊点进行疲劳寿命分析,对比了模型修正前后误差对疲劳寿命的影响,为印制电路板的疲劳寿命分析提供了参考。

在飞机大部件装配过程中,激光跟踪仪转站的关键是坐标转换。由于转站前后存在坐标测量误差,整体最小二乘法的系数矩阵存在随机误差,因此需对激光跟踪仪转站算法进行优化。提出基于Procrustes分析法的EIV-EOPA模型的Procrustes加权整体最小二乘法,建立激光跟踪仪转站模型并进行求解,采用MATLAB进行仿真并使用Leica AT403激光跟踪仪进行实验,验证方法的有效性。结果显示,Procrustes加权整体最小二乘法比加权最小二乘法获得的参数估计值更接近设定值,单位权中误差更小,提高了转站精度,同时还省略了计算中的迭代过程。实验结果进一步证实了Procrustes加权整体最小二乘法的优势。

为了降低多旋翼无人机飞行偏航控制的超调量,并提升其抗干扰性能,提出基于机器视觉的多旋翼无人机飞行偏航控制方法。首先在无人机下方安装CCD摄像机,用于采集参考目标图像;然后利用针孔模型的相对位置解算算法,计算多旋翼无人机相对位置;最后通过比对计算位置和预先设定位置;判断无人机是否出现偏航现象。如果存在偏航现象,使用无人机姿态估计算法确定偏航角,并通过抗饱和控制器生成偏航控制量,实现对无人机的偏航控制。实验证明,该方法能够有效采集参考目标图像,获取准确的相对位置信息,具有良好的抗干扰性能。

针对某新型转辙机中转辙机拉杆位移测量无有效测量手段的问题与磁栅标尺定量分析的困难,设计了一款磁栅位移传感器,利用分子电流假说,建立了磁栅标尺的三维数学模型,利用Ansoft Maxwell电磁仿真软件分析了横向安装误差对传感器所感应到的磁场强度的影响,基于离散傅里叶变换对传感器响应进行了分析与简化;所设计传感器磁栅标尺采用SIKO的5 mm间距磁栅,敏感元件由线性霍尔元件阵列组成,利用正余切细分法对响应信号进行电子细分,提高了传感器的测量精度与响应速度,其测量精度为±6μm。

为了有效提高烟支滤嘴的质量,改善烟组传递不稳、搓板受力不均等问题。采用计算流体力学对烟支滤嘴卷接过程中鼓轮气孔流场进行数值模拟,根据数值模拟结果对鼓轮气孔结构实施改进,通过实验对改进后的鼓轮进行研究。结果表明,鼓轮内承烟槽负压孔改进后,烟支表面形成的压力场明显增强,有效提高了烟支卷接过程中滤嘴的稳定性,进而提高了烟支的滤嘴质量。

气力输送在工业生产中的应用越来越广泛,减少输送过程中的能量损耗、提高颗粒运送效率变得尤为重要。以90°气力输送管道弯头为研究对象,设计了一种非对称球形弯头,以改善弯头内颗粒流动及分布特性,提高输送效率。采用CFD-DEM耦合方法,讨论了弯头球体半径和进出口管道偏心距对颗粒流动分布特性的影响。结果表明进、出口偏心距增大,旋流增强,弯头内部颗粒堆积减少,颗粒分布更均匀,气体能量转化效率提高;球体半径增大,颗粒能量损耗增加,气体能量转化效率降低,更容易产生堆积。

针对标准DWA算法在路径规划中存在较多冗余路段且路径规划时间长的缺点,提出了一种改进DWA算法。首先基于A*算法选取路径关键节点,确定无人车的子目标点;然后针对环境地图障碍物信息对速度评价函数进行改进,控制无人车在不同障碍物信息下的速度;最后在障碍物信息已知和未知情况下验证改进DWA算法的有效性。实验结果表明采用改进DWA算法进行路径规划,可以优化路径并有效改善无人车通过局部障碍的平滑性和安全性。

针对传统方法在识别无人机巡检图像边缘信息时存在效果差、性能低的问题,设计了变电站无人机巡检图像边缘识别方法。在计算无人机巡检图像灰度值相似度并重构图像像素灰度值的基础上,首先通过分割图像非边缘点和弱边缘对图像边缘区域进行检测,然后利用卷积网络获得图像的边缘信息,在归一化处理的基础上识别边缘信息。实验结果表明,该方法识别边缘信息时的离散系数为15~20、优质系数始终大于17,表明该方法不仅可以通过提高离散系数值保证图像边缘识别效果,还可以通过提高优质系数值提高识别图像边缘的性能。

针对直行程电动执行器现场工作时电位器连接臂与滑块连接部位磨损严重、电位器精度降低问题,首先介绍了直行程执行器的构成;然后针对原始电位器连接臂结构,从替换材料、改变接触方式、增加橡胶保护套的角度出发提出3种方案,依次进行X,Y,Z 3个方向振动试验。结果表明连接臂材料由钣金替换为聚四氟乙烯,同时增加硅橡胶保护套方案最优;只替换材料次之;接触方式由面接触换成点接触,滑块磨损最严重。