综述空气动力学理论中激波—边界层相互影响的一般特性以及静压气体轴承中的激波与边界层相互影响理论与试验研究。指出随着计算技术和微流体测试技术的发展，气膜内的压力分布、速度分布和马赫数分布，根据流场各段不同的流动特点，将可以采用合适的湍流模型进行计算机模拟，并采用相关试验得到验证。静压气体轴承中的激波—边界层相互影响将得...
从能源和伺服系统两个方面，归纳液压系统的主要故障模式；针对故障诊断的难点问题，对能源和伺服系统故障诊断的主要理论、方法及研究现状分别进行分析和总结，对各种方法的诊断效果进行定性分析，指出各种方法的技术特点、局限性和适用范围；最后，归纳液压系统故障诊断技术的最新发展方向及需要进一步研究的问题。
国家自然科学基金2002年资助项目“优秀项目”候选项目共47项，根据专家选票结果，选出10项获奖“优秀项目”，按资助号排名。
深入分析了制造协作组织形成过程的市场特性。针对产品制造任务性能参数的优化问题，提出正向优化与逆向优化过程模型，分析双向优化结构的宏观与微观特征。通过掬讨可以发现，制造任务优化与制造资源配置是市场协作制造过程中的两个相互影响、密不可分的整体。通过针对逆向优化过程的研究，进行制造任务性能参数逆向优化过程的形式化描述，进一...
为了深入研究无偏心正交车铣加工的切削过程，针对无偏心正交车铣加工变厚度、变深度切削的特点，把切削刃划分为圆周刃和端面刃两部分，分别以其瞬时切削面积为主要研究对象构建了计算各自瞬时切削力的数学模型，并通过数学模型对其瞬时切削力的变化进行了仿真。结果表明，无偏心正交车铣为多参数影响下的变切削力加工，圆周刃、端面刃在切削过...
环式减速器是一类新型的少齿差行星传动装置，具有传动比大、承载能力高、结构紧凑、制造成本低和适应性广等诸多优点。为改善系统的动力学性能，建立了环式减速器的弹性动力学方程，计入了高速轴、内齿板、啮合轮齿及轴承等的弹性变形。利用ANSYS软件创建了内齿板的有限元模型，以具有等效刚度的弹簧约束内齿板的刚体运动，求解了一个机构运动...
在对产品设计进程组成元素及其信息关联关系描述的基础上，针对设计中的连续和离散问题，提出基于敏度分析和知识推理的产品协同设计决策方法，给出几种敏度分析和知识推理方法及基于敏度分析和知识推理的产品协同决策进程。提出和实现了基于Agent的软件系统结构，以数控机床进给伺服系统的快速性耦合设计任务和同轴减速器零部件设计任务为例对...
根据超高速冲击理论，从磨粒与工件材料碰撞的角度研究了超高速磨削现象。为研究在超高速磨削条件下的磨屑形成机理，使用真实的人造金刚石和CBN颗粒作为磨料，将其粘接在7．62mm的子弹头部，利用81式步枪作为加速、加载装置，分别对碳素钢、天然大理石、弹簧钢和高速工具钢四种材料进行了720m／s的超高速冲击磨削试验，得到了若干有价值的超高...
针对绿色制造模式的作业车间调度中，不但要缩短生产周期和降低生产成本，而且要减少资源消耗和对环境的负面影响这一问题，建立包含加工时间、生产成本、资源消耗和环境影响等信息的Petri网模型。通过为机器分配工序来消解因机器库所共享引起的冲突，得到表示调度方案的标识图。提出生成可行调度标识图的三种方法，并采用多目标遗传算法和多目...
基于B样条基函数及其对应的小波不具有平移正交性，因而不能用现有Mallat快速算法进行小波分析的特点，从B样条基函数以及多分辨分析的定义出发，用严格的数学推导实现半正交B样条小波的分解重构算法。详细阐述该算法在准均匀三次B样条曲线中的运用，并给出一条复杂曲线及一个复杂曲面的分解重构实例，表明该方法能够在复杂曲线曲面的光顺中取得...
设计建造一种利用工程车余热驱动的冷管型组合式吸附空调系统，建立相应的理论模型和性能分析指标，在此基础上进行空调系统的运行性能试验与分析。在一定的外部环境工况和循环半周期为30min条件下，当吸附床采用风冷时，空调器最大制冷降温幅度为13．0℃，最大制冷功率为1．10kW，平均制冷功率842W，性能系数εc=0．168，单位质量吸附剂制冷功率...
依据离心泵的面积比原理，推导得出了计算离心泵面积比的计算公式，公式体现了面积比值和叶轮、蜗的水力参数关系。提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面积的计算方法及公式，面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系，和叶轮、蜗壳的水力参数有关。解决泵行业一...
蜗线齿轮是一种节曲线向径按余弦规律变化的新式齿轮。为了选择合适的切齿方案和切齿刀具，实现齿轮不同的数控加工方法，对该蜗线齿轮及其共轭齿轮进行理论分析和计算模拟。根据新式齿轮的节曲线曲率半径公式，给出节曲线凸凹性的判别式；由齿形法线在节曲线上的分布规律，用解析法建立齿形渐屈线方程；基于齿形上任一点的向径与节曲线向径的几...
研究核函数估计方法（KFA）在机械故障诊断中的应用问题，提出一种基于特征样本选择的转子故障模式分类方法。通过计算转子振动信号原始特征空间的内积核函数，将所有原始特征样本映射到高维特征空间，在高维空间中选择特征样本对转子裂纹、转子不平衡及转子碰摩三种故障模式进行分类识别，选择的特征样本远小于样本集中全体样本的数目，提高了...
研究成果：结合快速产品开发，围绕虚拟操作中的关键技术：几何建模、力信号处理、视觉对准开展了深入研究，取得了如下研究结果：①定义了点一曲面距离函数，推导出距离函数的二阶微分表达式，应用距离函数建立了坐标测量数据拟合问题的统一模型，并开发了快速求解算法。②定义了两个与制造任务相关且具有坐标和尺度变换不变性的定位误差控制指...
在分析产品结构的内涵基础上，提出基于产品结构具有时间、数据和粒度三维的产品全生命周期模型概念和相关术语，全面表达产品全生命周期活动中的产品相关信息。给出模型的节点、节点属性、关系和结构子树的定义，以及节点和节点属性的操作方法。论述操作规则和模型结构子树的构建步骤。示例阐明产品从需求结构子树到回收／报废结构子树的全生命...
针对行波型超声波电动机定子压电陶瓷（Piezoelectric，PZT）的胶粘问题，通过对定子的机电耦合效应有限元动力学模型的分析与计算，研究了胶粘层材料特性、厚度对超声波电动机定子振动特性的影响。重点分析不同激励条件下定子边缘缺胶和夹有气泡对胶层的抗剪切能力和定子振动特性的影响；分别从改进电动机定子结构和PZT粘结工艺方面探讨了提高...
为建立加工缺陷对微机械陀螺性能影响的机理性模型，解决高精度微机械结构优化设计的计算时间问题，以微机械加工技术制备的音叉振动式微机械陀螺为研究对象，利用多自由度动态有限元解析理论，提出基于子结构模型的检测电容解析法，实现微陀螺实际工作状态的模拟，并对模拟结果进行试验验证。从实例解析出发，发现微陀螺加工缺陷和工艺误差虽然...
按虚功原理完整导出精确分析双横臂扭杆弹簧悬架系统刚度与阻尼参数的基本公式，提出确定扭杆弹簧和减振器参数的新方法。给出按给定偏频以及相对阻尼比来确定扭杆的刚度和减振器阻尼的设计步骤，并研制出简明实用的设计计算软件。试验表明虚拟试验结果与理论计算结果基本一致。该方法已成功应用于一种新型结构线控转向四轮驱动燃料电池微型汽车...
阐述快速成形制造（RP＆M）技术中采用分布式组件结构所搭建的网络化服务集成系统的体系结构，并按照各组件所具有的特点对系统进行功能设计。建立包含目标层、准则层及方案层的RP＆M工艺决策的指标体系，提出一种基于专家系统和模糊综合评判的RP＆M工艺选择的新方法，构建RP＆M制造工艺选择的决策支持系统。对RP＆M协同制造的过程规划进行研究...
化工轴流泵的工作介质特性使其不便设置导轴承，导致泵转轴缩短，叶轮出口至弯管进口之间只有一段很短的垂直空间，在该空间采用常规导叶布置会恶化水力性能，而化工泵中通常不设置导叶的做法又会使叶轮出口圆周速度分量对应的能量在流道中逐渐损耗。为提高机组效率，采用计算流体力学（CFD）方法分析了均匀布置导叶时的流场特点，发现导致水力...
提出一种基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法。针对四面体网格光顺的最小最大约束优化问题，应用一类不可微优化问题的有效解法，提出与不可微目标函数等价的可微目标函数，进一步转化为无约束极小优化问题，进而调用现有的优化程序库进行网格优化。该算法实现了多点并发优化技术，能够有效地实现四面体网格的质量优化，特别是能够有效地解...
提出一种新的定常PID参数整定方法。该方法综合考虑机电耦合效应、全域综合性能及随位姿实时变化的惯性负载，在操作空间内设计三条带有权重的运动轨迹，利用运动学正、逆解模型及刚体动力学逆解模型，直接建立以末端执行器操作空间的方均根误差最小为优化目标的整定方案，对伺服系统控制器的参数进行了整定。通过实例分析，给出使系统在整个工...
基于ADAMS建立反映火炮射击动态特性的虚拟样机，定义归一化炮口振动的目标函数，采用灵敏度分析方法研究结构参数对炮口振动的影响，解决具有不同量纲的结构参数影响显著性对比难题，并获得对火炮射击精度有重要影响的结构参数。利用序列二次规划算法与虚拟样机融合，实现对结构参数的动态优化。研究结果表明该型火炮具有较大的设计改进空间。...
跟踪拍摄合金化镀锌板双球冲成形时的镀层脱落过程，发现双球冲行程变化影响镀层脱落时间、部位与程度。结合自行开发的镀层自动评价系统分析镀层脱落程度，表明双球冲行程会影响镀层应变，镀层脱落程度与镀层应变有关。脱落主要发生在压应变区域，压应变越大，脱落程度越大。对各变形阶段应变进行有限元仿真，对比镀层的实际脱落过程，进一步发...
为阐明方均根测度方法表征机加工表面的有效性，以结构函数测度方法为比较对象，对车削、铣削、磨削及砂纸打磨等不同加工表面进行了分形表征。研究表明，方均根测度方法的分形表征无标度区间宽，表征曲线线性度好，因而分形计算精度高；对采样频率的依赖性小，在计算过程中不会造成分形对象的信息丢失，因而分形表征的客观性好。另外，方均根测...
研制以16位单片机为控制核心的双逆变型铝合金变极性等离子弧穿孔立焊专用设备，测试并分析变极性等离子电弧力学特性，对变极性等离子弧稳定性、电弧力和电弧能量的传递特征进行了深入的探讨。研究发现铝合金变极性等离子穿孔焊接中正极性电弧对力更具影响，而反极性电弧对热更具影响，实时保持穿孔熔池上热和力的平衡是厚板变极性等离子弧稳定...
项目名称：基于碳纳米管场发射的纳机电力传感技术研究 项目批准号：50375083 项目负责人：叶雄英 教授 博士生导师 负责单位：清华大学 研究内容：碳纳米管具有许多独特的优良特性，良好的场发射特性是其重要特性之一。本项目的目标是研究基于碳纳米管的纳机电（NEMs）力传感技术，利用MEMS技术与碳纳米管场发射结合，实现高灵敏度纳机电力传感...
为了识别强干扰环境下复杂系统的独立源信号，利用主分量分析（PCA）的主投影方向辨识能力，以及独立分量分析（ICA）的冗余取消与盲源分离特性，提出一种基于复合PCA-ICA神经网络的独立源识别方法。ICA与PCA的有机结合使两者优势得到充分发挥，隐藏于多通道传感观测中的独立源波形得以分离。借助基于快速傅里叶变换与最大相关分析准则的自适应...
给出一种与现有传统数值方法不同的计算流体动力学介观模型。在该模型中，建立描述流体微团运动及碰撞规律的格子Boltzmann方程以及平衡分布函数，并依此求解出流体微团的分布函数，而流场的速度、压力等物理量可直接根据流体微团的分布函数统计求和而得。在此基础上计算了板坯连铸结晶器中心面内的二维流动，模拟出流场在高雷诺数条件下流动模...
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