以工程项目中某款增程式电动车为研究对象,根据整车基本参数和提出的性能指标,对此增程式电动车的动力系统进行参数匹配和选型,并在试验场进行试验验证。试验结果表明,此车能够满足最高车速、加速性能、爬坡性能和续驶里程的设计要求,验证了该动力匹配的合理性。同时在增程器工作点设置方面进行了对比试验,分别设置定工作点策略、2~5个工作点策略和连续工作点策略进行对比分析,结果显示3个工作点策略较为合理,而传统的定工作点策略和连续工作点策略都有其局限性,试验结果为增程式电动车的后续开发工作提供依据。

通过建立力学模型,对HSK刀柄夹紧机构拉杆和弹簧夹爪进行受力分析,得出外涨式夹紧机构夹紧力放大机理及放大倍数;揭示了影响HSK刀柄夹紧机构夹紧力放大倍数的因素及其影响规律,为实现对夹紧机构夹紧力大小的控制提供了理论依据。指出了现有的HSK刀柄夹紧力测量装置存在的不足并提出了改进思路,为实际生产中更科学合理地选用HSK工具系统夹紧力提供了保障。

食用油装箱清点是食用油生产线上的重要一环,在高速运行的流水线上如何利用先进技术来提高效率、降低成本、降低误检率和漏检率是关键。设计了一套完整的基于机器视觉的智能化装箱自动清点系统,包括工业相机光源、工控机等硬件部分和机械控制、图像处理等软件部分。通过图像预处理去噪、瓶盖定位及提环定位等一系列算法处理自动识别箱体中油瓶数量及提环缺陷情况。实验表明,所提方法能有效提高检测速率和效率,满足实际应用的要求。

基于新型扭振减振器双质量飞轮扭振特性的研究,设计并建造了一种以变频器及扭振电动机为扭振激励源的双质量飞轮扭振特性模拟试验装置。该装置具有扭振激励、工作转速可调范围大,信号采集及处理方便的特点,能满足不同工况下双质量飞轮的测试要求,可有效降低实车检测的危险,提高测试效率。介绍了试验装置的设计原理和结构组成,并基于该装置对双质量飞轮空载、加载及卸载工况进行了扭振特性试验,分析了双质量飞轮主、副飞轮扭角振幅的变化情况。试验结果表明:空载工况下,怠速时电动机主轴端振动角度较大且存在多级共振;在发动机启停阶段和怠速时双质量飞轮起到隔振的效果,将共振转速降低到怠速转速以下;负载工况下,双质量飞轮起到减振的效果,使轴系的扭角幅值降低一半,减振后共振扭角约为0.005 rad。

为了实现废旧产品再制造方案的优选,分析了废旧产品再制造方案复杂性的影响因素,提出了基于信息熵的废旧产品再制造方案复杂性测度模型。结合失效模型与影响分析理论(Failure Model and Effect Analysis,FMEA)、社会网络分析法及信息熵理论,定量地分析废旧零/部件关键性及其损伤程度、零/部件处理方式不确定性,以及再制造系统状态不确定性对产品再制造方案复杂性的影响程度,通过比较不同再制造方案复杂性熵,得出最优再制造方案。以废旧发动机为例,验证了上述模型的可行性和有效性。

为了研究亥姆霍兹共振腔不同连接方式的共振频率和传递损失,运用Virtual.Lab Acoustics软件建立单个和两个亥姆霍兹共振腔的有限元模型。仿真计算在串联或并联情况下两个亥姆霍兹共振腔当腔体体积相同和体积不同时的传递损失,并进行吸声特性分析。研究发现,两个体积相同的亥姆霍兹共振腔并联时共振频率略微增大,吸声性能则显著提高;当两个体积不同的亥姆霍兹共振腔并联时共振频率为各自腔体共振频率,互不影响;当两个亥姆霍兹共振腔串联时,振动规律符合二自由度弹簧-质量振动系统的振动规律。把亥姆霍兹共振腔并联关系推广到穿孔板,建立穿孔板孔和背腔的有限元模型和实体模型并进行实体模型的阻抗管试验,对穿孔板仿真结果与实验结果进行对比,验证了仿真模型的正确性。

研究采煤机摇臂输出轴轴承,利用项目组开发的采煤机载荷模拟程序得到采煤机受力曲线,通过对采煤机的整体受力分析得到输出轴轴承的载荷。综合考虑轴承在工作中所受到的约束及外界环境等因素,利用ANSYS-DYNA软件对其进行显式动力学仿真,建立轴承的有限元模型,获取轴承的应力特性,为进一步研究输出轴轴承的运动特性提供了依据。

实时估计电动汽车动力电池健康状态(State of Health,SOH),对于充分保证每个电池组的充/放电性能,延长整个电池组的寿命具有重要意义。作为电池管理系统的重要组成部分,相比于电池荷电状态(State of Charge,SOC)和电池均衡系统的研究,SOH估计方法的研究明显落后。简单介绍了SOH的定义及影响因素,按照离线估计方法和在线估计方法进行分类,探讨了常见的SOH估计方法。最后展望了SOH估计方法的发展趋势,指出基于卡尔曼滤波的在线估计和智能学习神经网络的方法将是未来的主流方法。

针对目前快递包裹数量庞大、外观相似,造成存取操作效率低、搬运成本高,特别是针对大型货架,投递员存取货物和查找货物十分不便的问题,从改变原有的快递包裹存取模式出发,提出并设计一种智能快递存取系统。考虑智能快递存取系统的适应性和扩展性,采用模块化设计的方法,进行智能快递存取系统的结构设计。智能快递存取系统模型实例及其运行结果表明:该模型实现了全自动的快递包裹存储与取出,提高了快递存取的效率,降低了快递包裹存取过程中投递员的劳动强度。

基于表面贴装元器件(Surface Mount Device,SMD)逐片检测工况中对拾取、放回料带的定位需求,提出一种适于多自由度(Multi-Degrees Of Freedom,MDOF)精确转移的视觉补偿定位方法。针对SMD逐片检测流程和布局分析,计算了元件成功放回料槽的转移误差允许边界;分别提出了双视觉系统中上、下视觉对SMD多自由度转移的定位误差补偿方法。利用元件转移实验数据的均值-极差控制分析,分别测试所述视觉定位方法的精确性和稳定性,实验结果表明:在SMD转移过程中采用所述视觉定位方法提高了转移精度并保证转移过程稳定可控。所述研究可为成卷SMD逐片全检工艺中元件高效拾放转移、精确定位提供参考。

目前国内高校在3D打印专业技术人才培养方面尚处于起步阶段。从3D打印行业发展现状出发,结合当前政策环境和社会需求,阐明了构建3D打印专业教育人才培养机制的迫切性与可行性。针对本校3D打印专业建设实际,在教育理念、培养目标、培养模式、课程体系、实验室建设及专业发展等方面进行了探索与实践,为我国3D打印领域的专业技术人才培养提供了重要借鉴和依据。

在股骨近端手术中为能方便快捷地定位股骨颈轴线,提出利用局部形态提取的股骨颈轴线定位装置设计方法。首先获得股骨数字模型,然后对股骨模型提取重构股骨近端骨面形态作为个性化的定位器配合面,同时提取股骨近端特征——股骨颈轴线,最后用CAD设计软件完善整体设计,并分析定位装置最大安装误差,验证方案可行性。为具有复杂形态的骨骼手术辅助器械设计以及个性化方案制定提供了新的思路,有利于降低手术对医生临床经验的要求,减少术中可能发生的不必要的医源性损害。

为了解决某电动汽车前舱盖质量轻量化、模态特性及行人碰撞安全之间的矛盾,运用HyperWorks软件对前舱盖进行了结构优化设计。首先,对电动汽车前舱盖进行了行人头部碰撞仿真模拟,计算出其头部损伤值HIC;其次,利用折衷规划法对前舱盖内板进行了多目标拓扑优化设计,并且对改进后的模型进行了碰撞仿真及结构强度验证;最后,运用自适应响应面法对前舱盖内、外板进行了多目标尺寸优化设计。优化结果表明:改进后的前舱盖总质量减少8.8 %;其低阶固有频率值均大于共振频率;改进后的前舱盖HIC值为858.6,达到了我国行人安全保护法规的标准。

介电弹性体是具有大变形的智能材料,利用其特殊性能研制了介电弹性体双腔三振子无阀微泵,并用FLUENT软件进行三维仿真,得到了不同进口速度条件下的压力分布图、密度分布图、速度矢量图以及速度迹线图。由上述各图可得出以下结论:速度较大的流体对微泵产生的压力越大;微泵内流体的密度与速度大小无直接关系;流道的横截面积越小,速度越大;速度对迹线的影响不大。

介绍汽轮机斜齿汽封的数控加工实现及加工过程,通过进行参数化模型分析转换和系统框架指令的巧妙选用,可提高编程和生产效率,保证加工质量,降低成型刀具的备置成本,并有效缩短因成型刀生产、修磨的生产准备周期。

以UG CAM平台为支撑,研究机加工工艺过程仿真技术,以机加工工艺信息和工序模型作为工艺过程仿真的输入,自动解析工艺信息,得到可在UG CAM中自动执行的模板实例,进而实现工艺过程仿真。详细分析了该工艺过程仿真方法的业务流程,简述了机加工工艺的表达及设计过程,给出了该工艺过程仿真方法的基本流程,重点研究了工艺信息的自动解析和特征加工几何要素的自动决策方法,开发实现了UG CAM平台下的工艺过程仿真模块并集成到KM3DCAPP-M系统中,最后通过实例验证了该工艺过程仿真方法的有效性。

利用多体动力学软件ADAMS/CAR建立某轿车整车多体动力学模型。以悬架弹簧刚度和减振器阻尼系数作为设计变量,采用多目标遗传算法对车辆操纵稳定性及平顺性进行多目标优化。从优化得到的一组Pareto解集中获取最优解,结果表明该方法能有效优化汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。

胶点的一致性及是否有卫星滴是衡量喷射阀点胶质量的重要指标。为了有效地改善点胶质量,提出了一个数学模型。该模型能根据胶水特性预估其喷射所需的弹簧预压力临界值,通过调节弹簧预压力使喷射速度在临界喷射速度附近,从而达到去除卫星滴和改善胶滴一致性的目的。首先建立了气缸模型和点胶模型,以仿真手段获取点胶过程中撞针受到的胶液阻力和气体阻力;再依据能量守恒定律和喷射理论得出所需的驱动能量,从而计算出所需弹簧预压力;最后通过实验验证了模型的有效性和点胶质量改善方式的可行性,通过该实验获取了直径为0.45 mm,一致性误差小于5 %的胶滴。

为了优化高体积分数SiCp/Al复合材料车削时的切削参数,设计了基于切削速度、进给量、切削深度和刀尖圆弧半径4个参数的16组正交实验。以50 %SiCp/Al复合材料为研究对象,进行正交切削实验,通过表面粗糙度仪获得零件表面粗糙度值,通过田口方法分析了4个切削参数对表面粗糙度影响的敏感性。分别建立了表面粗糙度预测的多元回归方程和指数方程,对比分析了不同预测模型在相同切削参数下的表面粗糙度预测结果,并确定了最佳切削参数。切削实验结果表明:无论是表面粗糙度预测,还是最佳切削参数确定,多元回归方程都取得较为准确的结果。

非线性和强干扰性引起速度控制困难是制约通井机修井作业效率的瓶颈问题。以传统履带式通井机为研究对象,建立了针对通井机修井下放作业的专家控制规则,设计了一种基于专家模糊PID控制的通井机下放作业速度控制算法。开发了通井机下放作业速度控制系统,进行了通井机油田修井下放作业试验。试验结果表明,与传统的人工控制相比,所设计的专家模糊PID控制算法可以实现对修井下放作业的良好控制,能够有效地降低司钻的作业强度,提高修井作业的效率和安全性。

国内汽车座椅的噪声检测主要是在环境噪音不超过30 dB的消声室中进行的,这种方法的缺陷在于消声室的建造费用高、检测效率低以及操作者的技能影响测量精度。针对上述缺陷,提出了一种基于奇异值分解的随机共振联合去噪方法,该方法可以去除外界噪声的干扰,有效地提取座椅振动噪声的特征信号,为后续振动噪声的在线评定奠定基础。仿真和实例结果均表明:基于奇异值分解的随机共振联合去噪方法比单独使用奇异值分解与多稳随机共振方法检测到的信号频率更准确,可以增强信号的幅值,从而更好地检测出被噪声淹没的微弱信号。

根据某型光谱成像仪的结构特点,提出一种航空遥感惯性稳定平台分体式POS安装方案,并对支架进行多目标优化设计。安装方案包括整体布局、POS安装方案、配重方案及支架优化4个部分。首先,根据载荷、POS及稳定平台结构特点和功能确定最优布局方案,在稳定平台方位框上对称分体式安装POS/支架系统、配重/支架系统,使得当载荷沿方位轴转动到任意位置情况下,对水平横滚轴及俯仰轴的偏心力矩都能相互抵消;其次,为减小安装空间,将POS通过支架在方位框过渡盘上垂直安装;第三,根据载荷安装位置,确定将配重/支架系统与POS/支架系统沿俯仰轴对称安装,将配重块重心集成设计并进行最大距离安置,使得在配重最小情况下实现对POS的最大偏置校正力矩;第四,以质量、应力及应变最小为目标,对安装支架进行基于ANSYS Workbench仿真环境的拓扑优化和多目标参数优化设计,使得在保证强度和刚度的条件下质量减少了26.7 %;最后,以优化设计方案为指导,对POS安装及配重系统进行加工配重和飞行实验。实验结果表明:基于POS位置反馈的惯性稳定平台控制系统性能稳定,实现了光谱仪高精度航空遥感成像。

通过对典型环形机械零件同步器齿环和齿轮的分析,发现环形零件具有不规则自相似性,因此采用分形理论及分形维数算法(结构函数法和盒子法)计算同步器齿环和齿轮的分形维数,证明了用分形理论可以表示环形零件的测量特征。进一步研究基于分形测量特征的环形零件缺陷识别问题,结果表明:盒子法相比较于结构函数法识别缺陷同步器齿环具有更好的稳定性和准确性;结构函数法相比较盒子法识别缺陷齿轮具有更好的稳定性和准确性;不同的环形零件利用不同的分形维数算法,可以计算出其不同的测量特征。

为了能够检测零/部件表面缺陷,获取其立体特征信息,提出了基于结构光的表面缺陷检测技术。首先在介绍结构光技术的基础上提出了基于结构光技术的测量系统,之后对其进行了硬件系统选型及基于MATLAB的软件系统设计,最后在实验室条件下对某一曲柄连杆表面的孔缺陷进行了检测,用于该系统的验证。实验结果表明:所设计的系统能够实现表面缺陷的立体数据获取,且该方法的测量误差可以控制在5 %以内。

由于水轮发电机定子线圈空间形状复杂,其设计和修改的工作量较大,因此提出基于骨架和知识模板的三维参数化设计。对知识模板的模板库进行分类,分为标准件模板库和结构件模板库。通过对此种设计方法流程的研究,提出在系列化产品设计中模板应用的设计规范。研究了骨架设计技术,与模板库设计技术融合,实现结构件的参数化驱动与快速调用。对某类水轮发电机定子线圈的模具进行知识总结,并在快速设计中进行验证,大大提高了设计效率。

针对当前专门为盲人设计的附带有产品信息识别功能的盲人用品比较匮乏之现状,设计和制作了一台盲文便利贴打印装置。盲文便利贴打印装置采用带龙门式机械结构的数控点胶控制系统并借助紫外固化成型技术,实现了在便利贴上快速生成有利于盲人触摸阅读的凸状盲文。经实例证实:该盲文便利贴打印装置具有很好的操作性,使用者无需学习盲文也能轻松通过该装置配备的汉盲翻译软件自动转换并输出规范的盲文,并以可贴附于目标物体表面的便利贴形式提供给盲人使用,且经紫外固化的点胶状盲文具有防水、耐磨的优点。

针对气门导管精磨上料机在上料过程中所需劳动强度大、上料效率低等缺点,开发一台自动上料机,利用PLC控制系统对上料过程进行自动控制,实现连续循环上料,以提高上料效率,并且可通过触摸屏设定不同的提升和上料速度,来满足不同的上料时间要求。根据现场调试以及客户反馈,PLC控制系统硬件抗干扰能力强、维护简单且可靠性提高。整个系统对实现上料过程的自动化控制、对提高上料效率及物料质量有着重大意义。

针对目前国内对轴承外观在线检测系统的要求和传统人工检测方法的不足,设计一套基于TMS320DM642的轴承外观缺陷在线检测系统。该系统硬件平台主要包括视频编解码模块、存储器模块、可编程逻辑控制器CPLD模块及核心DSP芯片;软件设计包括轴承图像采集、图像预处理、图像定位与剪裁、差影处理、形态学运算及缺陷标记识别等。实验结果表明,该系统稳定、识别率高、实时性好且可满足轴承外观缺陷的在线实时检测。