为进一步提高汽车发动机罩填充芯材的缓冲吸能性能,将轻质、缓冲性能佳的EPP泡沫填充到铝蜂窝芯材中,采用代理模型和多目标优化算法求解获得填充芯材的参数优化解,最终的优化参数为铝蜂窝胞元边长3mm、蜂窝壁厚0.06mm、EPP泡沫密度40kg/m^3,并开展了低速冲击试验验证优化结果的可靠性。将优化后的填充芯材应用于汽车发动机罩中,研究其对汽车行人保护性能的影响及其轻量化效果,研究结果显示,新发动机罩的行人头部损伤值降低了(13.5~51.8)%,加速度峰值降低了(9.4~39.2)%,所有碰撞点均没有发生二次碰撞,并且在不降低发动机罩机械性能的前提下,新发动机罩比原发动机罩减轻了23.8%,表明芯材填充对提高汽车发动机罩的行人保护性能及轻量化效果明显。

降低轻轨簧下质量对提高轻轨列车的运行性能意义重大,独立轮轴桥作为簧下质量重要组成部分,有必要针对性地进行轻量化设计。为了减小独立轮轴桥的质量,提出了基于拓扑优化的轻量化设计方法。通过确定符合铁道行业标准的工况载荷,采用有限元软件在工况载荷下对轻量化结构原型完成了结构拓扑优化,并对优化结果进行结构工艺性调整,最终优化后的结构质量减轻到结构原型的74.55%。此外,对优化后独立轮轴桥的结构进行了强度及刚度校核计算,结果满足设计、使用要求。

双丝电弧焊是一种满足了焊缝质量、焊接效率的高效焊接方法,得到了广泛的应用。采用数值模拟方法,建立双丝电弧焊热源模型,考虑到熔滴在不同的过渡形式下以不同的动量、热量滴入熔池,建立了熔滴热源、动量模型,对焊接过程中影响熔池流动的驱动力进行加载,并且考虑了熔池边界能量的辐射和对流。对熔滴不同过渡形式下的熔池热场与流场进行模拟分析,熔池的流场和温度场。结果表明熔滴喷射过渡可以得到更大的熔深和熔宽,以及熔宽比,大的深宽比有利于形成高质量的焊缝,提高焊接质量。细滴粒过渡熔池可以得到更高的焊接温度,熔池长度相对较短,热量较为集中,在熔池深度和宽度方向上金属流动更剧烈,有利于将气体以及杂质带至熔池表面并排出。

针对产线存在的失效时间窗口问题,分析了弹性制造系统脆性的时空属性,对产线进行了脆性定量分析。脆性的量化评估是一个瞬时性能动态求解过程,求解过程中,首先,对失效时间窗问题进行建模;其次,利用威布尔分布函数对单元失效模型进行拟合,确定了设备故障率函数,结合产能损失对产线进行瞬态脆性、稳态脆性定量分析;最后以手机装配线项目案例加以分析验证,结果证明对产线的脆性分析有助于优化产线缓冲区配置从而提高产线稳定性。

针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场仿真分析,二者分析结果相对误差基本低于5%,验证了双圈磁钢结构无刷直流电机方案设计的合理性。采用有限元软件对双圈磁钢无刷直流电机与传统两种单圈磁钢电机方案进行对比分析,其结果表明,双圈磁钢方案的等效气隙磁密分别提高了57.1%和27.9%,径向气隙磁密最大值分别提高了61%和37.5%,且磁密均匀性明显提高,该结构为无刷直流电机性能的提升提供了新的方案支持。

针对制造车间中不同类型的设备具有不同的通信协议和接口所造成的车间通信标准不统一的问题,基于MTConnect协议为不同设备的互联互通提供了统一的通信接口,并应用于对设备的联网监控。对数控机床无线监控技术与MTConnect协议进行了研究,在分析了如何基于MTConnect协议进行设备描述、数据采集、联网监控的基础上,构建了一种基于MTConnect协议的机床远程多功能监控系统,对数控机床的CNC系统、机床能耗和机床颤振等进行监测。监控系统采用C/S架构,服务端采用C#语言实现并嵌入开放式数控系统,客户端采用Java开发了移动端的安卓应用程序,可以在便携式的移动端(手机或平板)上查看机床的实时监控数据。通过实际加工对该监控系统进行了试验测试,结果表明,该监控系统能够实时获取机床的监控数据,可以在便携式的移动端上对机床的运行状况进行有效的监控...