全断面岩石掘进机（TBM）是高度自动化的隧道掘进机械设备,其滚刀布局设计是刀盘快速有效掘进的关键技术。通过对TBM刀盘滚刀基本布局原则的总结,结合现有螺旋线布刀规律的研究分析,提出了变速螺旋线滚刀布局设计方法。基于滚刀破岩量差异最小化思想对正滚刀布局建立多目标优化模型,采用极径与极角分步优化设计,利用遗传算法对正滚刀极径进行优...
透明性是力反馈主手核心性能之一,直接影响到主手的力反馈精度、运动精度,以及操作者的疲劳感。当运动速度不高时,能否减少甚至完全消除主手重力对人手的影响成为力反馈主手研制中的关键技术。文中提出了一种重力平衡方法,可以让包括位置机构与姿态机构在内的6自由度混联式主手实现完全重力平衡,具有优良的静态透明性。同时,为了应用于制造和生...
直接加热式自耗电极电弧炉在熔炼过程中碳棒电极会被不断消耗,需要设计一种自动调整碳棒电极与矿物接触位置的电极夹持起重机构。文中先给出结构方案并对传动丝杠进行设计,在Pro/E中建立悬臂式起重机三维模型并装配出整体机构。考虑丝杠构件驱动电极夹持悬臂上下移动,用柔性体替代刚体进行分析,以模仿真实运动情况。利用ABAQUS做模态分析,导出MN...
基于实例的设计是实现快速设计和智能设计的重要方法。文中针对复杂产品进行相似性设计时存在的实例资源离散、数据量庞大和冗余数据多导致难以进行知识提取和利用的问题,提出了产品族基因的概念,建立了产品基因的描述方法。基于产品族基因对实例数据进行了精简,采用神经网络技术对离散基因数据进行了数据重构,重构后的数据结构为神经网络关系模...
声振传递路径分析是噪声根源分析的一个行之有效的方法。文中针对某空调室外机,分析振动对噪声的影响,从减振的角度控制噪声。针对压缩机低频运行工况,建立传递路径分析模型并开展试验研究。根据试验结果识别出空调室外机噪声的主要传递路径,找出主要传递路径贡献量大的具体原因,为空调室外机噪声控制提供依据。
首先阐述固有频率的试验测试方法,针对预应力变化会引起物体固有频率的变化,提出采用仿真分析的方法对风电机组的核心传动部件叶片和齿轮进行固有频率分析,分别建立叶片和齿轮模型,结合风电机组运行工况较复杂的特点,分析了风机叶片和齿轮动态工况下的固有频率及其变化,分析过程中重点研究了旋转预应力对叶片和齿轮固有频率的影响,并对二者的变...
介绍了一种用于转速为300 r/min的球形电机的球形转子机构。利用ANSYS Workbench有限元分析软件根据工作状况对转子进行了离心力变形、温度变形、压力变形及3种载荷下的多物理场耦合仿真分析,得出了温度和离心力是实心球形转子产生变形的主要原因及其规律,以及采用静力学与瞬态动力学对同一结构计算结果的差异。不仅证明了此类球形转子在300 r/m...
针对钻井泵泵阀使用寿命短且更换次数频繁,严重制约着钻井泵向高压、高冲次及大排量方向发展的现状,构造出泵阀冲击过程的动力学模型,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对不同橡胶圈伸出厚度、阀体锥角及阀座类型泵阀的冲击特性进行了动态仿真分析。研究表明：全开型泵阀最大等效应力值为706.42 MPa,该应力循环作用于阀体上,使其极易产生变形,甚至发...
自由曲面上绘制B样条曲线是计算机辅助几何造型技术中的一个重要内容,在自由曲面的分割、拼接、复杂曲面数控刀具轨迹规划等方面具有重要的应用。文中从工程应用的角度出发,基于Open CASCADE几何造型技术,提出了自由曲面上生成B样条曲线的两种算法,通过试验模拟,可以满足工程需求。
以物理人机交互安全为背景,提出了基于串联离合驱动的安全机械手静力学分析方法。以末端执行器为参考点经过一系列推导得到关节限制力矩和最大各向同性力及最大接触力之间的关系及运算步骤,并以最大各向同性力与最大接触力的比值作为安全性能指标,应用于冗余机械手运动学中以优化机械手的操作性能。将末端执行器表面网格化,以平行四边形单元为研...
产品开发过程中常用的单阶段并行迭代模型要求所有任务并行执行,该要求在实际生产中难以实现。针对这一问题,将单阶段迭代模型与多阶段任务分配思想结合,构建二阶段迭代模型。研究求解该模型的资源最优化配置方法,以得到各任务小组的任务阶段和资源分配的最优化配置情况。将该二阶段迭代模型与资源最优化配置方法运用于某智能割草机的开发中,减...
刚度是衡量柔性铰链机械特性的重要指标,运用材料力学和微积分等理论,建立了抛物线型柔性铰链的弯曲刚度和拉伸刚度模型,获得了不同尺寸参数对应的解析解;分析了抛物线型柔性铰链刚度对结构参数的依赖程度,发现了其具有明显的尺寸效应;建立了抛物线型柔性铰链有限元模型并进行数值模拟,理论模型解析解与数值模拟结果的相对误差小于8.5%。研究结...
首先利用自然坐标法和绝对广义坐标法构建了刚柔混合3-RRRU空间并联机器人的非线性逆动力学模型,该模型可描述柔性空间梁单元的大范围非线性弹性变形,同时考虑了弹性构件的剪切效应。为了避免连续介质力学中泊松闭锁现象的发生,对弹性矩阵和应变能进行了合理分割,给出了高效计算弹性力及其雅克比矩阵的新方法。最后结合Generalized-α法和牛顿法,...
以半转机构为驱动机构的半转翼是一种新型动力翼,在仿生飞行领域具有重要应用前景。针对传统半转机构结构复杂、升重比小,不适应于飞行的缺点,提出采用局部约束设计实现驱动机构的轻量化。根据局部约束作用特点将其作用过程分为4个阶段,进而分别建立不同阶段下机构转角偏差与驱动力矩理论分析模型,并仿真验证了该模型的可靠性。在此基础上,对机...
针对标准区间运算易引发误差爆炸,常规的仿射运算没能考虑计算过程中出现的使用同一噪声元表达的一次项、二次项,乃至多次项、非线性项之间存在相关性而造成的计算误差,提出以仿射运算为主体,在遇到这种相关项时,借助区间运算计算出相关项总体取值的上下界,再利用上下界信息,引入新噪声的仿射型代替它们。这种借助区间运算对常规的仿射运算进行...
选取某高速印刷机机构为研究对象,在满足许用压力角的前提下,取摇杆初位角θ50某一值,发现揭示其存在对应的最小机架长度l_（0min）,继而经搜索解得最优初位角θ_（50）~＊与l_（0min）取值域[l_（0min）~＊,＋∞）。据此,分析了不同许用压力角下,l_（0min）,r_0~＊与θ50的关系,进而得到谷底点和脊线{O~＊}的客观存在性等。研究成果丰富和深化了对...
针对某燃油箱在车速变换、路况条件差时,燃油晃动对燃油箱产生较大的冲击、产生异响的问题,运用Hypermesh,NX-Nastran对某燃油箱模型进行模态分析,发现该油箱的第1阶固有频率处在固有频率的危险区域内。在不改变总体结构的情况下,对该油箱的隔板结构进行改进设计,以提高油箱隔板的抗振能力,并对改进后的油箱模型进行模态分析和扫频激振试验。扫...
针对现有比例算法与功率算法等在计算采煤机斜切进刀工况下截割阻力的不足,从截齿截入煤壁深度入手,分析了截齿参与截割的判断条件,推导了截齿切削厚度、截割阻力的理论计算方法,并利用MATLAB进行了模拟;设计了截割阻力的试验测试方案,进行了试验研究;对比分析了理论模拟与试验结果,两者在周期性、变化趋势、数值特性等方面基本一致,验证了理论...
对遗传编程的研究现状及其与产品创新相关的研究方向进行梳理,介绍了遗传编程的基本原理、应用领域及语义遗传编程的概念和研究进展,总结了遗传编程在创新问题求解中的基本思想、研究方法和研究成果。对遗传编程树图结合的编码结构研究成果进行了介绍,并分析了其用于产品创新问题的优势。分析研究表明：遗传编程用于产品创新有较大的潜力和成果...
用户感性意象需求驱动的产品族造型设计是一项重要设计策略。介绍了感性意象的定位方法,从定性和定量两个层面探讨了产品设计变量的分析方法,总结了产品族造型设计中形状文法、进化设计和模块组合设计方法。最后提出基于感性意象的产品族造型设计未来发展方向。
为研究工业设计流程中如何将设计资料进行快速分类、整理,并找出其中潜在的设计机会,最终实现对用户深层设计需求的快速了解,将搜集的项目资料、用户需求进行分类和汇总,建立了基于符号学路径下的产品建构理论框架;通过权重分析及看板分析的方法进行信息关联,筛选信息并识别其中的设计机会,最终制作设计线索图,使之与用户快速沟通,阐明设计方向...
为挖掘老年用户对健身产品造型设计要素的情感需求,以健身车为例,运用感性工学理论和因子分析法,提取符合老年用户情感需求的感性意象特征和健身车造型设计要素,并应用数量化理论I类构建老年健身车造型设计要素与感性意象的关联模型,辅助产品意象造型设计。最后通过组合方案的可信度评估,验证该方法的可行性。
设计说明：该机器人主要用于礼区、景区等公共区域的安全保护，基本造型包含头部和机械腿驱动器两部分，主色调为黄色。在头部内安装了多种传感器模块和高清夜视摄像头，并与城市报警系统联网，可实现安保区域内360°实况监控、应急救援、危险气体探测等功能；机械腿驱动器能够适应不同的地形要求，拓展了安保范围，也可替代人类进入较危险的环境...
设计说明：台板印花机造型采用流畅的线条贯穿印花单元，对原来方正呆板的机械外观进行改良，使大型机械设备具有了亲和力和生命力，提高了产品审美价值。
设计说明：该玩具吊车以青蛙造型进行仿生设计，使其形象具有吸引力，注重边缘倒角和细节处理，使其具有工业感；同时，避免使用过多细小零部件，使其更耐用。底部分为4个独立车轮，可进行伸缩和转动操作，增加互动，提升玩具的趣味性。
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