在嵌入式便携智能仪器的设计中,降低功耗是其核心技术之一.以嵌入式便携心电监护仪的设计为例,给出了降低功耗的一些方法和它们的具体实现.这些方法包括:合理选择器件、运用最小元件集的概念设计系统、抑制系统的冗余行为、以软代硬、合理安排存储器的结构、合理安排译码器和模数转换器的工作方式、合理安排系统工作方式和程序的运行方式.经验证,这些方法能有效降低嵌入式便携心电监护仪的整机功耗,也可用于其他嵌入式便携智能仪器的设计.

碟簧(碟形弹簧)的材料特性、几何特性、载荷等因素发生较小的波动,就会导致碟簧特性的变化,使其实际使用寿命与设计寿命出现较大偏差.针对碟形弹簧的疲劳寿命受不确定性因素影响而波动较大的问题,采用分析性稳健设计方法,对移动回转压头造船液压机压头锁紧碟簧的疲劳寿命与不确定性因素的关系进行了研究;以碟簧疲劳寿命的波动方差最小为目标函数,疲劳寿命均值等于预期寿命为等式约束,碟簧组轴向力大于允许值为不等式约束,建立碟簧疲劳寿命稳健优化模型,并获得了稳健设计解.稳健优化后的结果与优化前相比,在满足性能约束的条件下使不确定性因素的变化对碟簧疲劳寿命的影响降到最低,碟簧的疲劳寿命稳定在目标值附近,提高了设计的经济性和可靠性.

随着海洋无人系统的发展,自主式水下机器人（autonomous underwater vehicle,AUV）的自主布放和回收技术成为亟待突破的瓶颈技术。利用无人水面艇（unmanned surface vehicle,USV）回收AUV成为海洋无人系统协同作业的发展方向之一。目前国外一些研究机构提出的利用USV回收AUV的方案,成熟度都较低。为了实现USV自主回收AUV,设计了一种用于USV动态回收AUV的回收装置。该装置通过绳索连接固定在USV上的绞车,下方连接一个V形翼,用于维持其稳定性,以实现USV在航行中自主收放AUV。首先,介绍了国内外自主回收AUV的研究现状;然后,对回收装置的设计背景、结构形式以及稳定性进行了分析;最后,利用水动力分析软件CFX对AUV在水下对接的动态过程进行了水动力仿真,获得了回收装置在不同工况下对接时的阻力变化情况。通过数值仿真发现：对接过程中,AUV的摩擦阻力逐渐增大;当AUV接...

在结构中安装传统耗能器,能够获得较好的耗能效果,但地震时的耗散能量会使它变形过大而不能继续工作,在震后往往需要更换,修复成本较高;同时其构件也会发生不同程度的损伤,难以恢复到正常使用状态。针对普通耗能器的不足,设计了一种零初始索力自复位耗能器,它由传动装置、碟形弹簧复位装置和双剪型摩擦耗能装置组成。首先,介绍了复位装置和耗能装置的构造及该自复位耗能器工作原理,并建立其力学模型。其次,采用有限元软件ABAQUS建立该耗能器复位装置和耗能装置的有限元模型,对比分析俩装置的模拟滞回曲线与理论滞回曲线,结果表明模拟曲线与理论曲线吻合较好。恢复力曲线具有典型的胡克定律特征,表明该复位装置弹性较好,能够提供稳定的恢复力。然后,分别在4种工况下对摩擦耗能装置滑动摩擦力的理论值、模拟值及试验值进行对比分...

将稳定性问题引入传统变密度法中,可实现包含稳定性约束的平面模型结构拓扑优化.以单元相对密度为设计变量,结构柔度最小为目标函数,结构体积和失稳载荷因子为约束条件建立优化问题数学模型,提出了一种考虑结构稳定性的变密度拓扑优化方法.通过分析结构柔度、体积、失稳载荷因子对设计变量的灵敏度,并基于拉格朗日乘子法和KuhnGTucker条件,推导了优化问题的迭代准则.同时,利用基于约束条件的泰勒展开式求解优化准则中的拉格朗日乘子.通过推导平面四节点四边形单元几何刚度矩阵的显式表达式,得到了优化准则中的几何应变能.最后,通过算例对提出的方法进行了验证,并与不考虑稳定性的传统变密度拓扑优化方法进行对比,结果表明该方法能显著提高拓扑优化结果的稳定性.研究结果对细长受压结构的优化设计有重要指导意义,对结构的稳定性设...

介绍了一种带折叠臂架的机械用新型负载敏感平衡阀,对其工作原理及结构特点进行了详细阐述.平衡阀芯采用节流孔组合的节流形式,借助MATLAB对节流口过流面积特性曲线进行拟合,当负载压力改变时,通过控制平衡阀芯位移,调节过流面积,达到稳定流量的目的.上述设计使得该阀不仅具有多级调节功能,而且负载敏感性得到提升.为了测试该阀在实际应用环境下的性能,在混凝土泵车上进行了装机试验.结果表明：该阀控制压力低,降低了系统功耗,负载敏感特性表现良好;臂架运行平稳,稳定性得到提升.

针对全断面硬岩隧道掘进机（hard rock tunnel boring machine,简称TBM）在撑靴以设定压力撑紧围岩后支撑推进系统存在较大流量损失的问题,设计出一种具有负载敏感、恒压控制和蓄能器辅助支撑功能的支撑推进（简称LSCPGT）系统。利用AMESim软件搭建了LSCPGT系统模型,仿真分析了LSDRGT系统在变推进负载下的压力流量响应,并对比分析了在支撑工况下LSCPGT系统和恒压控制泵型支撑（constant pressure gripper,CPG）系统,以及在推进工况下LSCPGT系统与负载敏感泵型推进（load-sensing thrust,LST）系统和定量泵型推进（ration thrust,RT）系统的压力流量响应.结果表明：LST系统和LSCPGT系统在推进过程中都没有流量损失;CPG系统在支撑工况下存在流量损失,而LSCPGT系统由于蓄能器的保压作用没有流量损失;相对于LST系统＋CPG系统的支撑推进系统,LSCPGT系统在撑靴达到设定压力后效率至少可提高...

为了分析混凝土泵车臂架液压系统的动态特性,根据混凝土泵车臂架液压系统工作原理,建立了混凝土泵车臂架液压系统AMESim仿真模型,对混凝土泵车臂架系统收回过程进行了动态仿真,得到了各个臂架液压缸的压力曲线、流量曲线和活塞位移曲线.仿真结果对混凝土泵车臂架液压系统的设计有一定的指导作用.

为研究盾构掘进时各物理参数之间的相互影响，进而确定相适应的工作参数，设计开发了全断面盾构掘进机综合模拟试验台．其中，用于模拟真实盾构掘进的缩尺盾构主要由刀盘系统、推进系统、螺旋输送机系统等组成．根据实验的需要，设计了缩尺盾构的机械结构，详细说明了结构设计的思想以及缩尺盾构的工作过程．设计了缩尺盾构的液压系统，详细说明了液压系统的工作原理、功能特点和选型计算．利用AMESim软件对刀盘液压系统和推进液压系统进行仿真分析．仿真结果显示，刀盘转速和缩尺盾构的推进速度都可以实时控制，所设计的液压系统能够满足实验需要．

拆解能量是产品可拆卸性评价的关键指标对产品的可拆卸性设计和再制造回收决策具有重要意义.基于图论思想构建油缸的拆解约束图并生成油缸的拆卸序列;定义零部件拆解能量的组成模型和传送带移出零部件的能量消耗模型;讨论油缸零部件间典型连接方式与约束解除所消耗能量的数学关系.以某型号工程液压油缸为例对其零部件的不同拆卸序列进行总的拆解能量分析计算与评估为油缸的拆卸序列规划、专用拆卸设备设计和液压油缸的可拆卸性设计提供参考.