公理设计理论为系统设计提供了科学基础，同时也可为其他设计方法和工具提供概念框架。以公理设计对设计活动的指导为线索，在剖析其历史背景的基础上，对公理设计的理论概要进行归纳和简要评析，从而导出研究热点；从公理设计理论的扩展和完善、公理设计与其他设计方法的关系、耦合设计问题的处理以及基于公理设计的复杂性科学研究角度对公理设...
微／纳米并联微操作机器人技术是综合微／纳米技术和并联机器人技术迅速发展而形成的新研究方向，涉及精密机械、机器人、计算机、自动控制、精密测量等多学科领域，广泛应用于生物医学领域中的细胞与基因操作、精细外科手术、微电子装配、微细加工、光纤对接等领域。通过对当前国内外并联微操作机器人的研究状况、产品化应用以及实际应用等方面...
利用微力材料试验机进行新鲜猪眼球角膜组织的力学性能测试试验。试验选用医用眼科2号缝针（直径0．2mm），以1mm／s的临床手术平均刺入速度，在正常眼压下刺入角膜组织，得到了缝针针尖在刺入过程中的位移一针轴力关系。在此基础上，采用线性三角形单元建立角膜的平面有限元分析模型，并根据缝针与角膜软组织接触表面间相互作用的粘-滑理论，建...
采用分离变量法和变量代换法，推导出无限大平板、无限长圆柱体和圆球体3种形状的梯度功能材料构件在第三类边界条件下的量纲-非定常温度场的解析解。3种形状的梯度功能材料构件的组分和热-物理性能分别服从平面对称、轴对称和球对称分布规律。通过数值计算并与无限大平板、无限长圆柱体和圆球体3种形状的均质构件对比，研究梯度功能材料构件形...
提出一种基于证据理论和区间分析方法的可靠性优化设计方法。对于给定的失效概率许用值f0，通过证据理论求出可靠性约束条件的似真度P1（F），以P1（F）≤而作为可靠性约束条件的替代模型，进而提出基于证据理论的广义可靠性优化设计建模方法。当仅考虑随机不确定性时，所建立的模型退化为传统的随机可靠性优化设计模型。给出似真度PI（F）的数...
为研究流体机械内部伴有盐析的液固两相流动情况，自行设计了旋流式模型泵，采用双流体模型计算了该泵在最优工况下的氯化钠盐析两相流场，并采用先进的激光相位多普勒粒子测速仪测量了泵无叶腔及叶轮内部盐析两相流的三维速度场。将试验结果与计算结果进行对比，验证了计算模型的适用性，并给出了误差分析。通过对试验测得的周向、轴向、径向速...
变胞机构的英文首创是“Metamorphic mechanisms”。这一概念借用了生物学中“Metamorphosis”，即变形、变拓扑态、可生长并进化演化。基于这一基本概念，并结合机构的基本杆组组成原理，首次提出变胞机构具有生物特性的组成原理，定义变胞元与变胞基因，并基于变胞基本单元建立变胞机构生物特性结构模型，分析基因进化引导的构型综合思想。通...
为探讨挤压变形对SiCw／6061复合材料晶须形貌的影响规律，首次引入塑性变形滑移线场理论对SiCw／6061复合材料的挤压过程进行研究。通过给出典型挤压工艺的正挤压实心件及反挤压杯形件的滑移线场及速端图，分析滑移线场以及速度间断对晶须形貌的影响，并与试验所得相应晶须形貌电镜照片进行对比。研究结果表明，最大切应力将引起SiC晶须沿滑移...
研究机械装配偏差传递和累积的规律，建立装配过程状态空间模型。以零件特征面为基本元素，集成三维空间中的位置和质量特征信息，建立面向质量分析的零件模型和零件偏差模型。从偏差传递的角度，把零件装配过程分为两个步骤，提出零件基准偏差和配合基准偏差概念，在建立这两类偏差模型以及单个零件装配模型的基础上，建立整机装配过程的状态空...
提出了一种新型轴向柱塞液压电机泵，简要介绍了其结构组成和工作原理。应用ANSYS／Emag模块对带有不同冷却流道的三种电机泵的定子模型对应的空载电磁场进行了数值计算。通过对计算结果进一步的分析和计算得到了电机泵电磁场的分布及油隙磁感应强度，并进行了对比分析。研究表明，带有12个条形冷却流道的定子结构的磁感应强度最大，带有24个圆...
对腐蚀缺陷的边缘进行准确识别是无损检测领域的一个难点，直接影响着腐蚀成像的效果。采用阵列脉冲涡流对腐蚀缺陷进行检测，针对传统无损检测中只从时域提取特征造成识别正确率较低的问题，根据脉冲涡流具有丰富频率成分的特点，从时域和频域分别提取特征量，提出一种基于主成分分析的阵列脉冲涡流腐蚀缺陷边缘识别方法，提高缺陷边缘识别的正...
针对回归神经网络辨识和建立非线性动态系统模型的问题，研究非线性状态空间描述的回归神经网络数学模型。讨论极小均方误差网络训练收敛准则，通过研究Kalman滤波估计公式中的随机变量，提出一种参数增广的回归神经网络非线性状态方程，无导数的Kalman滤波器用于增广参数估计，人工白噪声强迫网络学习，更新网络权值，避免了扩展Kalman滤波器计...
针对液滴喷射增材制造试验参数调整困难、实施难度较大的现存问题，基于流体体积（Volume of fluid，VOF）两相流模型，建立均匀液滴喷射过程流场的计算模型。采用数值模拟的方法，对液滴喷射过程中的液滴流形态、压力场和速度场及其影响因素进行了研究，揭示了形成均匀液滴流的内在变化规律，得到了均匀液滴喷射过程的最优频率。在模拟结果的基...
参数曲线高速数控插补时，进给速度规划需要综合考虑机床动力学特性和曲线几何特征的限制。通过建立机床进给系统的机电混合模型，给出了参数曲线高速插补进给速度的机床动力学约束条件。以此条件为基础，采用“速度-加速度”相平面分析法导出了速度极值曲线解析表达式。与实时插补弦高误差约束下的速度极值曲线表达式相比，二者具有一致性。通...
应用数值模拟的方法，对流体在圆形、六边形、正方形、渐缩及渐扩几种不同几何形状和尺寸的节流管道中流动时所产生的气蚀现象进行数值计算，模拟流体在管道节流过程中气蚀的发生过程，分析不同节流断面形状节流管道的含气量分布、沿程含气量、沿程压力变化等规律。数值计算的结果表明，在所计算的不同断面形状节流管道中，渐缩形节流管道中气蚀...
将计算流体动力学仿真试验和实流物理试验相结合，剖析V形内锥流量计的流出系数特性，探索不同等效直径比声、前后锥角以及雷诺数等对流出系数的影响规律。湍流模型为RNGk-e模型。针对100mm口径，设计了口值分别为0．50、0．65、0．85，前锥角分别为40°、45°、50°，后锥角分别为120°、130°、140°，共27种组合的V形内锥体，仿真介质为水，温度为2...
针对低压燃料电池系统大负荷状态下存在的空气流量振荡问题展开研究。在分析原系统结构的基础上，采用半经验的方法对鼓风机进行精确建模，进而建立整个空气系统的动态模型，该模型考虑鼓风机寄生功率对燃料电池系统功率的影响。采用试验数据对模型进行验证，结果证明模型能精确地实现对空气系统的模拟与仿真。然后根据模型仿真以及控制系统稳定...
基于Stewart机构的六维力／力矩传感器是一种十分优越的测力传感器，具有测力接触面大、承载能力强、量程大、测力信息丰富等优点，可被广泛应用在航空机器人、航空航天技术及宇宙空间器的对接试验、风洞试验等场合。根据以上特点，阐述Stewart机构的六维力／力矩传感器的测力原理，分析传感器的受力变形，零部件设计尺寸和理论尺寸的制造误差及...
研究供应商参与下的汽车产品子系统可靠性设计的优化问题，考虑供应商参与产品设计的可信度因素，建立以最大化系统的可靠度和供应商的可信度为优化目标的多目标数学规划模型。通过加权的方法把多目标优化模型转化为单目标非线性整数规划模型。采用粒子群（Particle swarm optimization，PSO）算法进行求解，提出适用于“零部件一供应商”关系的...
以压电驱动的无阀微泵为研究对象，根据扩张管／收缩管的压力损失系数和连续方程，建立了无阀微泵的理论模型。利用有限元分析软件，建立了无阀微泵有限元模型，进行了耦合场仿真分析。模拟并分析了不同边界条件下驱动电压、电压频率、泵膜厚度、压电薄膜厚度和压电材料对无阀微泵输出特性的影响。仿真结果显示，无阀微泵具有很好的整流特性，并...
利用磁流体在外加磁场作用下具有较高饱和磁化强度和较大粘度的特点，提出了采用磁流体改善伺服阀力矩马达动态特性的方法。通过把磁流体添加到伺服阀力矩马达的工作气隙，来增加力矩马达的阻尼，改变力矩马达的动态响应特性，提高力矩马达及伺服阀的稳定性，从而有助于抑制和消除伺服阀自激振荡及噪声。通过对磁流体作用机理及力矩马达磁回路的...
月表行驶环境恶劣，这对月球车移动系统提出了更高的要求。为提高月球车的移动能力，提出一种具有高通过性和载荷平台平稳性的新型月球车移动系统。该移动系统由正反四边形机构悬架和伸缩叶片复式步行轮组成。正反四边形悬架是一种适用于六轮月球车的非独立悬架，通过与摇臂式悬架进行受力和姿态运动的对比分析和仿真对比分析可知，它可以使月球...
为了在协同产品开发过程仿真中体现设计者的主动性、自治性和协同性，提出一种以设计者智能主体为核心的集成过程仿真模型。对集成模型的设计者智能主体模型、任务、产品信息、资源和组织分模型进行了定义和描述，并对设计主体的行为协议进行了系统研究。基于主体模型开发了一个产品开发过程仿真平台，实现面向设计者的可视化建模与仿真功能，并...
针对软数控混合任务调度，提出一种两级结构调度策略：对实时周期性任务采用时间触发，实时突发性任务则采用事件触发。建立混合任务模型并定义相关概念，给出调度策略的架构，并对调度算法、任务可调度性及时标间隔进行深入研究。将提出的两级调度策略应用到基于Windows CE．NET的软数控系统中，分析软数控系统结构和任务划分。最后，对调度策...
针对现有焊球生产设备结构复杂、成本高等缺点，设计了实验室用均匀钎料熔滴喷射装置。该装置分为压力控制器、液滴生成器、气体保护装置以及冷却凝固装置四个部分。其中液滴生成器采用喷嘴局部缩径，使熔滴在表面张力差及重力的作用下实现分离，有效地简化了装置的结构，降低了成本。利用所设计的装置对Sn3．0Ag0．5Cu焊球的制备工艺进行优化，...
两栖车形体复杂，其水上绕流场和水上性能难于用传统手段进行预报，计算流体力学为解决这一问题开辟了新途径。以计算流体力学中广泛使用的雷诺时均纳维～斯托克斯方程为基本控制方程，采用切应力输运型k-w湍流模型结合流体体积分数法，进行两栖车水上两相绕流场的数值模拟。控制方程由有限体积法离散，压力速度耦合采用SIMPLE策略处理，代数方...
结合关联矩阵与设计结构矩阵，提出计算模型的求解顺序规划算法。关联矩阵可以描述计算模型与设计参数之间的关系，设计结构矩阵用来表示计算模型之间的依赖关系。基于少数已知设计参数，通过关联矩阵进行输入输出传播，可确定部分计算模型与相关设计参数的关系，并识别出耦合模型集。对耦合模型集进行解耦，使耦合集内计算模型之间的反馈量最小...
根据合作机器人（Cobot）的特点和超越离合器的特性，提出基于双单向超越离合器的助力型关节机构，利用拉格朗日功能平衡法建立单向超越离合器的数学模型，推导关节机构的动力学模型，对欠驱动力关节机构的动力学特性进行仿真分析，提出基于操作力的轨迹控制策略，并利用微分几何原理建立Cobot虚拟轨迹控制模型。基于dSPACE半物理仿真平台对欠驱...
针对反求工程中由多张B-样条曲面构成的边界表示模型在局部区域会出现的形状不规则性的问题，提出利用局部美化技术来消除这种外形的不规则性的方法。首先根据边界表示模型的拓扑给出局部美化的模式，并阐述曲面光顺与模型局部美化之间的区别和联系。然后，通过分析可接受的形状优化准则及其局部微分几何特性，给出局部美化的数学模型。最后，在...
一种大型螺纹自动检测的方法采用了新型螺纹测头，其中包括TESA电感传感器和测针，测针按螺纹牙型选择。测量方法基于螺纹综合测量原理，采用接触式测量方式。通过试验分析完成了螺纹作用中径数值的检测。通过频谱分析，对螺纹作用中径数值测试的动态误差进行了剔除并且得到了相关信息。检测方式的测量力远小于用常规的螺纹量规检测的测量力从而...
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