UVMS作为一个动力耦合系统,机械手以不同的加速度方式运动时会对ROV的位姿偏差产生不同的影响。首先建立了UVMS的动力学模型;然后基于机构学中的凸轮曲线理论推导出等加速度型、5次多项式型、摆线型、合成正弦、变形正弦、变形梯形等多种曲线方程;最后分析和研究了机械手在不同加速度运动方式下对ROV位置偏差和角度偏差的影响。结果表明机械手以不同的加速度运动方式进行关节运动对ROV的位置偏差和角度偏差产生的影响存在较大差异,在控制ROV位置偏差和角度偏差极值方面变形正弦方式效果最好,其次为摆线型、合成正弦和5次多项式型,再者是等加速型,最后为变形梯形;而从ROV位姿变化平稳性来看,变形梯形方式是比较好的选择,其次为合成正弦、摆线型和5次多项式型,再者是变形正弦,而等加速度型最差。

为实现3D打印成型智能化,突破现有3D打印装置成型尺寸限制,设计一款多角度单轴无限FDM 3D打印成型装置。通过分析多角度单轴无限3D打印成型原理,获得了该成型装置设计的依据,拟定出成型装置的总体方案,设计了打印平台、打印系统以及调角机构,并通过制造多角度单轴无限FDM 3D打印成型装置试验样机对其结构合理性进行验证。结果表明该装置采用传送带结构的打印平台和调节角度为30°~60°的调角机构,可实现成型件与打印平台自动分离以及单方向的无限打印,进而提高成型装置的智能化和灵活性。

利用FLUENT软件UDF及动网格技术,研究了弹簧劲度系数对单向阀开启过程影响,结果表明开启过程中第一次往复振荡幅度相对较大,第二次往复振荡后阀芯位置几乎稳定;弹簧劲度系数与阀芯达到的最大位移、平衡位置位移呈线性递减关系;阀芯达到最大位移处及平衡位置处所用时间随着弹簧劲度系数的增大逐渐减小;稳定时入口和出口之间压差随着弹簧劲度系数的增加线性递增。

为了给企业的决策者提供准确的生产调度方案,对生产调度中的生产批量、生产排序与维护方案进行了研究。以单机系统有限产能批量模型为基础,利用SPC控制图对产品质量进行监控,并依据判异准则确定设备是否需要维护,建立以生产成本、库存成本、缺货成本、开机成本、换型成本与维护成本的总成本为优化目标的生产调度模型,并设计了差分进化算法对模型进行求解。最后,通过实例仿真测试验证模型的有效性。

为平衡Flow Shop生产计划和关键资源模具维护活动之间的冲突,集成生产排序和模具维护双变量,同时以提前/拖后惩罚和模具利用率为目标,建立了生产调度和模具预防性维护的集成优化数学模型。提出基于可行解和不可行解的改进双种群差分进化算法,以及改进的交叉策略,对所建模型进行优化求解。在不同问题规模下,对比改进双种群差分进化算法和NSGA-II算法的实验结果,实验表明改进双种群差分进化算法可有效求解此类问题,在保证解的质量的基础上可大幅度提高运算速度。

以CFD软件FLUENT为基本工具,应用有限体积法对流场进行数值模拟,采用SSTk-ω模型和SIMPLE算法,对间隙密封内部流场进行了数值模拟。得出了间隙大小、槽深、槽宽、槽数对间隙密封流场和泄漏量的影响,研究成果具有一定的实际价值。结果表明：间隙越小,泄漏量越小,关系呈线性;密封槽数增加,泄漏量线性减小;槽宽增大,泄漏量近似线性增大;槽宽0.5mm时,槽深增加,泄漏量减小;槽宽大于0.5mm时,若槽深宽比小于1.5,泄漏量增大,大于1.5时泄漏量减小。

基于CDIO的教育是培养团队精神、动手实践能力的一种先进教育理念。液压与气动课程是一门实践性较强的课程将CDIO教育理念运用到液压与气动教学中能取得显著的教学效果。运用德国FESTO公司的气动教学平台和液压气动仿真软件FluidSIM建立了开放性的仿真实验系统每个实验小组有3~6名学生利用该仿真实验系统自由进行实验设计并独立解决问题从而达到CDIO培养目的。