微纳米三坐标测量机（Coordinate measuring machining, CMM）是目前微纳米三维测量领域的一个研究热点，针对微纳米CMM中三维纳米测头的研究瓶颈，提出一种与现有机械接触式测头和光学非接触式测头工作原理完全不同的、可达到纳米/亚纳米量级触发分辨力的新型谐振测头。利用聚偏氟乙烯（Poly vinylidene fluoride, PVDF）薄膜的压电特性和其谐...
搅拌摩擦焊（Friction stir welding, FSW）薄板检测历来是一个难点，现在应用于薄板焊缝检测的方法多采用横波入射法及超声相控阵扇形扫查等，但这些方法都难以实现长直焊缝的快速检测与缺陷成像。采用超声相控阵 C 扫描直接从焊缝表面对焊缝内部缺陷进行 C 扫描，研究该技术对不同厚度薄板隧道型及未熔合缺陷的探测能力，开发一套用于快速相控...
管道检测是发电厂热力设备安全的重要问题，由于高温以及检测区域的限制，常规无损检测方法很难满足电站管道检测要求。低阶扭转T（0,1）模态导波，由于其非频散特性，对管道缺陷大范围检测十分有效。为在管道中实现非接触激励T（0,1）模态，设计并研制了一种电磁声阵列传感器。利用所研制的电磁声阵列传感器，实现了厚壁小径管中T（0,1）模态激...
金属在冶炼过程中产生的非金属夹杂物以及裂纹等缺陷在交变载荷作用下产生应力集中，形成疲劳源，使部分材料与基体材料脱离产生裂纹，影响材料的疲劳寿命。基于半解析法（Semi-analytical method，SAM），将计算区域离散为若干个微立方体单元，每个夹杂可由不同数量的微立方体单元构成。根据等效夹杂方法（Equivalent inclusion method，EIM）...
本项目集成数据、模型、公式等数量关系对典型工艺过程与设备碳排放输入输出特性进行函数化分析，提出碳源广义特性函数的概念；基于碳源广义特性函数集，综合物料碳、能源碳及工艺碳三种碳排放，建立生产设备、制造单元、车间、工厂四层次的制造系统碳流动态模型，揭示制造系统及其生产过程的碳排放静动态特性、碳源分布与流量、碳排放全过程时...
模锻件热传导和辐射会造成钢丝缠绕模锻压机机架和动梁温度升高，使钢丝层蠕变加剧、预应力损失，液压介质性能下降，温度场分析至关重要。运用ABAQUS对400 MN模锻压力机进行稳态和瞬态温度场有限元分析，研究顶出缸、动梁钢丝层、机架钢丝层等部位温度场分布特征。结果表明，模具工作温度300℃时，48 h钢丝层温度不大于75℃，满足设计要求，8.4...
对TP347H不锈钢进在550℃下纯疲劳及550℃下的蠕变-疲劳交互下的微观组织演化及疲劳寿命变化进行研究。断口的扫描电镜形貌表明在蠕变-疲劳交互下存在高温动态回复，使得蠕变-疲劳断口未形成二次裂纹与解理面，而在纯疲劳下存在较多二次裂纹与解理面；透射电镜形貌表明在蠕变疲劳交互下金属内部局部会形成清晰的位错墙和位错胞结构，错增殖密度...
通过热力耦合模型模拟搅拌摩擦焊接过程中的材料行为，并基于材料的运动轨迹区分焊接区域中的搅拌区和热力影响区。给出热力影响区和搅拌区边界处流动轨迹上的真实应变率和温度历史曲线，进一步计算Zener-Holloman参数和搅拌区内的晶粒大小，通过与已有文献的对比验证计算结果的准确性。结果显示尽管应变率分布不均匀，均匀分布的温度使lgZ在搅...
采用弹塑性力学分析方法，针对拉伸弯曲矫直机用于对具有初始位移缺陷（瓢曲浪形）薄带钢的浪形矫平过程进行机理建模，推导建立以带钢规格材质及初始浪形参数、拉矫工艺参数和拉矫机相关设备参数为自变量的拉矫变形过程浪形矫平功效的解析预测模型。通过定义拉矫过程中带钢宽向进入塑性变形的屈服区域边界位置作为中间变量，以及依次分别建立各...
采用雾化法制备Cu-Ni-Al粉末，对其进行真空热压烧结制取多孔Cu-Ni-Al合金，研究该材料的微观组织、高温压缩变形行为及其影响因素，分析压缩变形机理。结果表明，多孔Cu合金的抗压强度、弹性模量以及屈服强度随着变形温度的增加、应变速率的减小而减小；多孔Cu合金的压缩变形过程分为初始的线性弹性变形、孔壁的塑性变形、弯曲或断裂的屈服平台...
为了揭示搅拌摩擦焊过程中搅拌针周围金属在恒速前进下转矩、压力的响应行为，设计薄壁管状铝合金在恒速旋转和恒速下压加载下的模拟试验。研究发现转矩和压力呈周期性变化，且周期与旋转周期一致。通过计算得出滑动摩擦功率大于黏着摩擦功率并大于实际平均产热功率。进而阐明产生周期性的原因在于滑动摩擦功率大于黏着摩擦功率，可以快速积累热...
以煤矸石空心球和玻璃粉为主要原料，加入发泡剂碳酸钙（CaCO3）及其他辅助添加剂，采用化学发泡法，经低温烧结成功制备煤矸石空心球多孔陶瓷材料，并对其性能进行研究。结果表明，随着烧结温度的升高，样品的表观密度明显下降，当烧结温度为670℃时所制备样品的表观密度已降低为190 kg/m3；多孔陶瓷材料的孔径随着烧结温度升高逐渐增大，样品...
提出一种通过测量黏弹性空腔覆盖层反射系数，结合有限元法计算黏弹性材料动态力学参数的方法。分别测量黏弹性空腔覆盖层在两种不同背衬条件下的反射系数，并根据黏弹性空腔覆盖层反射系数的有限元计算模型，建立求解黏弹性材料动态力学参数的二元方程组。利用二元非线性方程组求根的牛顿迭代法，求解方程组可以获得黏弹性材料的复纵波声速和复...
金属橡胶是一种各向异性材料，其非成形方向与成形方向的力学特性存在显著不同。依据金属橡胶非成形方向变形的主要特征，对金属丝螺旋卷的空间位形、接触模式进行分析，揭示金属橡胶非成形方向变形的细观物理机制。结合螺旋卷的弹性变形特征和金属橡胶内部摩擦力接触点分布规律，建立金属橡胶非成形方向的力学模型，实现不同预变形下金属橡胶加...
为提高金属带摩擦传动的效率，改善搭载无级变速器的车辆的燃油经济性，研究金属带的滑移特性。搭建金属带滑移特性试验台架，通过台架试验，研究不同速比、不同夹紧力与不同主动轮转速三种工况下滑移率与摩擦因数关系的滑移特性，试验结果表明在滑移率的前段区间，摩擦因数随滑移率增加而快速增加，在滑移率的后段区间，摩擦因数保持稳定并有减...
为有效利用汽车行驶工况中与类别属性间的统计特征，提高汽车行驶工况判别的准确性与快速性，首先选择车速和踏板信号的数据信息构建特征集，利用相关性分析和核主元分析对特征集中能敏感反映工况类别的特征数据信息进行二次特征提取，按累计贡献率大于90%的标准进行主要特征量的选择，实现输入变量的二次约简；利用小波核函数的非线性映射能力...
本项目针对大型复杂机械系统设计中面临的信息不精确和数据不完备情况，以某型号航空发动机为应用对象，基于可能性理论、证据理论和格论，研究复杂机械系统设计中认知不确定性的共性问题，提出了认知不确定性条件下的复杂机械系统非概率分析方法，并以此作为不确定性量化和可靠性建模的工具，研究认知不确定性条件下的敏感度分析、能度可靠性建...
基于广义成形理论，在有限元环境下，以增量算法仿真结果为数据源，提出一种针对汽车覆盖件成形中出现皱曲缺陷的仿真分析方法。该方法对皱曲严重程度进行量化评估，通过分析应变路径和观测参考线应变分布情况，获悉到皱曲关注区在冲压成形过程中的应力情况、成形特点以及皱曲特征，并可提供金属流动调节参考方向以及调节参考量，考虑破裂缺陷区...
将制动工况分为普通制动、紧急制动和惯性制动三种，研究不同制动工况下手动变速器（Manual transmission, MT）车辆优秀驾驶员的操控特点。将普通制动工况和紧急制动工况归为减速制动这一类情况对机械式自动变速器（Automated mechanical transmission, AMT）车辆进行研究。结合某重型越野车辆的车辆参数和试验数据，分析位置式电控柴油机的特...
汽车覆盖件模具因硬度较高、精加工余量较小，导致模具精加工中经常出现由于余量选择不当而造成刀具与工件之间产生滑擦，使得模具精加工后出现多处区域加工不到的现象，此现象在凸曲面加工中尤为常见，严重影响汽车覆盖件模具的合模精度，增加了后期人工修磨时间。针对汽车模具凸曲面精加工中刀具与工件之间的滑擦现象，提供一种确定工件材料最...
针对数学形态学结构元素无法动态调整尺寸的问题，结合量子理论提出一种基于非线性量子比特的形态滤波方法，提升形态学的机械振动信号处理效果。分析机械信号与量子理论结合的可行性，并在此基础上构建机械振动信号的峰值波谷的量子表达形式；结合振动信号的最大值和最小值，通过数学分析提出非线性量子比特的表达式，用于表达振动信号的瞬时状...
将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数形式，将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数形式，在此基础上，通过对 Hamilton 函数的分析，提出通过简化最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原理实时控制策略，并将该策略的等效油耗优化效果和计算时间分别与基于规则的 CD-CS 模式控制策略和基于...
1．项目简介 当前，在很多关键装备尚需进口和叶片等高端零件制造费用昂贵的情况下，提升我国高端零件的再制造能力对保障装备长期使役、减少资源浪费和实现绿色制造意义重大，需求极为迫切，但受到数字化修复能力不足的严重制约。本项目将非刚性配准思想引入复杂形状零件修复制造中，提出了复杂曲面零件在变形条件下破损区域几何修复的模型建立...
为了实现浅水域探测型无人水下航行器（Unmanned underwater vehicle, UUV）探测设备水下长时间工作，提出波浪能发电系统，可以将近水面的波浪能收集转化为电能。详细叙述永磁发电机的原理结构及设计参数；根据 Lagrange 方程建立系统的数学模型；采用Runge-Kutta方法求解简化的运动方程，研究不同海况条件下对发电性能的影响。研究结果表明提...
爆震特征提取是汽油机点火闭环控制的前提和基础。基于集合经验模式分解（Ensemble empirical mode decomposition， EEMD），提出一种汽油机爆震特征提取方法。EEMD通过对信号加入有限幅度的高斯白噪声，利用高斯白噪声频率均匀分布的统计特性使信号在不同尺度上保持连续性，有效地抑制经验模式分解（Empirical mode decomposition, EMD）的模...
1．项目简介 采用喷（抛）丸（砂）及盐酸溶液化学刻蚀复合工艺在钢板表面成功制备出仿生多尺度微细结构，并分别采用氟硅烷、十七烷酸及全氟辛酸对多尺度表面进行低自由能化修饰。揭示了喷喷（抛）丸（砂）处理、化学刻蚀处理及低自由能化修饰对管线钢表面形貌形成的影响规律、控制方法及其机理。研究了仿生多尺度微细结构表面形貌的分形特征及...
采用固体吸收剂对二氧化碳进行捕集是一种简单有效的方法。基于双流体模型，采用考虑颗粒聚团结构影响的能量最小多尺度曳力模型（Energy minimization multi-scale method, EMMS）计算气固相间曳力作用。以碳酸钾作为固体吸收剂，结合化学反应动力学理论，建立碳酸钾吸收二氧化碳过程的化学反应模型。以YI等的流化床试验台为模拟对象，对循环流...
研究2D高频转阀控制液压缸实现谐振疲劳试验新方法。提出2D高频转阀控制单出杆液压缸谐振疲劳试验方案，2D高频转阀阀芯可以双自由度运动，阀芯旋转运动可以控制系统激振频率，阀芯轴向滑动可以控制系统输出载荷力幅值，液压缸无杆腔初始容积变化可以控制系统谐振频率。建立2D高频转阀、单出杆液压缸和阀控缸系统的数学模型，建立阀控缸系统的 S...
分析离心环境角速度矢与主阀芯轴向同面垂直、异面垂直及平行等三种典型空间姿态下的电液伺服阀基本特性。根据转动式牵连运动动力学理论，得到衔铁挡板组件、主阀芯的动力学特性以及三维离心环境下的电液伺服阀数学模型，分析离心环境对电液伺服阀衔铁、挡板以及主阀芯三处特征位移的影响。得到电液伺服阀耐加速度性能的布局措施，当主阀芯轴向...
针对实际生产中双边装配线平衡问题（Two-sidedassemblylinebalancingproblem，TALBP）所特有的操作方位约束、优先顺序约束、位置约束、区域约束、同步约束，介绍各个约束的特点及其对任务分配的要求，建立相应的数学模型。根据数学模型，设计相应的殖民竞争算法。在该算法中，对于不符合优先顺序约束的任务系列，提出二叉树调整方法，使任务分...
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