面向相似认知用户集群的TRIZ超系统资源需求获取模型

为解决用户认知差异性及局限性所导致的需求获取不充分的问题,提出一种面向相似认知用户集群的TRIZ系统资源需求获取模型.该模型通过模糊卡诺方法对产品用户需求进行分类优化,使用K-modes算法对用户进行聚类分析,获取具有相似认知类型的用户集群;分析集群中已存在的用户属性、使用环境属性等超系统资源并进行拓展演化,获取潜在超系统资源;根据新资源特性得到产品潜在需求与产品设计目标.以自走式圆捆机为例证明了该方法的有效性.     

温度场作用下车用涡轮增压器转子动力学仿真与结构改进

涡轮增压器在工作时,高温废气会把大量的热量传递给涡轮叶轮,并通过转轴传递给压气机叶轮。由于压气机叶轮处于常温环境中,受到高温加热的涡轮增压器转子会产生较大的温度梯度。根据涡轮增压器转子的实际结构和工作条件,建立了考虑温度场作用的转子动力学分析模型,对不同工况下涡轮增压器转子动力学特性进行研究和实验验证,揭示了温度场对涡轮增压器转子临界转速和稳定极限转速的影响规律,并根据计算结果对转子结构进行优化。结果表明:温度场使转子一阶临界转速增大,二、三、四阶临界转速降低,使稳定极限转速的阈值降低。从温度场作用方面出发,对高温环境下涡轮增压器转子系统动力学特性进行准确分析及结构改进,对于提高我国涡轮增压器的设计研究水平具有一定的参考意义和工程实践价值。     

Si3N4/TiC/ZrSi2陶瓷刀具裂纹愈合性能研究

针对陶瓷刀具对裂纹敏感的问题,在Si3N4/TiC陶瓷刀具材料基体中添加ZrSi2裂纹愈合剂,使陶瓷刀具具有了裂纹自愈合能力。当ZrSi2的体积分数为10%时,Si3N4/TiC/ZrSi2陶瓷刀具材料具有较好的综合性能,其抗弯强度为815 MPa,断裂韧性为8.06 MPa·m1/2,维氏硬度为15.91 GPa,并且其相对密度可以达到99.72%。通过维氏硬度计在陶瓷刀具材料表面引入裂纹,研究了以ZrSi2为愈合剂的Si3N4/TiC基陶瓷材料裂纹的最佳愈合参数和愈合机理。研究表明：添加ZrSi2体积分数为10%的Si3N4/TiC/ZrSi2预制裂纹试样,在空气气氛中800 ℃热处理60 min后,其抗弯强度可以恢复到光滑试样的92.02%,试样表面长度为300～350 μm的裂纹完全愈合,并且试样表面形成了一层以ZrO2和SiO2为主要成分的氧化层。分析陶瓷刀具材料的裂纹愈合机理表明：在空气热处理过程中,部分在裂纹处和材料表面的愈合剂ZrSi2优先与氧气发生反应生成ZrO2、SiO2,这两种氧化物愈合了材料表面的裂纹,恢复了裂纹试样的强度。同时在切削过程中,部分在裂纹处和材料表面的愈合剂ZrSi2的氧化产物ZrO2和SiO2 可以及时修复裂纹,提高刀具的耐磨性。     

工程机械司机室内噪声分析与降噪试验验证

推土机的驾驶室内噪声较大,需确定其噪声源并进行降噪处理。通过综合的测试分析技术对推土机驾驶室内、整车外进行振动噪声源识别是实施正确减振降噪措施的前提。对测试数据进行了频谱分析,结合机器工况和内部结构分布情况,确定了推土机驾驶室内振动噪声的主要频率特性及主要振动噪声源。同时根据噪声振动源对司机位置处噪声的影响,提出综合的减振降噪方案,并经过试验得到验证。经过减振降噪综合治理,司机位置耳旁噪声大大低于新国标限值,产品性能得到提升。     

激光SLAM自主导航的线段特征提取混合算法研究

移动机器人在未知环境中自主导航时定位需要精确的地图,同时为了构建精确的地图必须确定机器人的位姿,同时定位与地图构建(SLAM)问题便产生.基于激光雷达SLAM自主导航算法是研究的方向之一,激光雷达具有测距精度高、测距远等优点,但是由于激光雷达的数据量少、传感器本身噪声的影响,容易导致机器人构建地图精度低、定位误差大等问题.针对激光雷达的数据测得的距离信息进行线段特征提取算法,通过将常用PDBS、IEPF算法优缺点进行综合,提出了一种混合特征提取算法.最后通过对SICK的LMS111-10100激光雷达获取环境中的一组数据进行处理,分别对PDBS、IEPF算法及混合算法提取效果与实际环境对比,验证了特征提取混合算法的有效性.     

游戏设计中基于DBN的用户体验评估模型研究

目的为了更直观、有效地评估游戏产品的用户体验(User Experience,UX),消除单一评估标准的不确定性。方法从传统的MDA游戏设计的角度出发,引入用户的生理特征测量,构建基于动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)的用户体验评估模型。该模型通过MDAUX框架提取用户体验影响因子,作为贝叶斯网络的输入层节点,通过生理特征测量方法提取用户的脑电和眼动状态,作为贝叶斯网络输出层节点,以一阶隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)表示两个相邻时间片上用户体验元素的影响关系,从而动态地展示用户体验状态。结果通过生理特征测量实验验证该模型的可行性,通过建立知识平台实践了模型的应用。结论结合生理特征测量的用户体验评估模型可有效反映用户体验状态。     

基于公理设计的产品结构设计模型研究

目的为了满足客户的实际需求,缩短产品设计周期,避免传统设计方法生成产品结构的过程中易产生设计耦合的潜在问题。方法以结构设计作为主要目的,提出一种基于公理设计的产品结构设计模型(AxiomaticDesignBasedStructuralDesign,ADBSD)。该模型在质量功能展开(QualityFunction Deployment, QFD)的基础上,采用KANO模型的赋值计算规则,获得总体客户功能需求权重值,作为结构设计的总功能需求,输入公理设计框架流程中的"Z"字型映射中;并运用TRIZ技术冲突、发明原理等工具进行设计优化,在设计初期解决设计参数之间的冲突问题,得到完整的产品设计结构。结果通过对小空间自走式消防装备进行设计研究,阐述了运用ADBSD进行产品结构设计的优势,验证了该方法的可行性。结论该模型为产品创新设计过程提供了新思路和理论参考。     

应用区域颜色分割的机采棉杂质检测方法

机采棉中的杂质繁杂,而杂质类型及含量对后期棉花加工工艺的影响很大。为此,提出一种应用区域颜色分割方法以检测棉花中的杂质。在图像分割中,先对滤波后的机采棉图像进行彩色梯度运算,通过扩展极小变换运算获得标记图像,在修改后的梯度图像上运用分水岭算法获得初始分割图像,然后对初始分割图像进行区域合并。区域合并过程中要综合考虑空间邻接性、颜色信息和区域面积3个因素。颜色信息主要采用饱和度、亮度、区域颜色向量模及颜色相似度4 个特征量。用层次递进的合并方法,迭代过程更新信息特征。最后通过支持向量机算法提取颜色、纹理、形状特征对杂质区域进行识别。结果表明,所提方法对机采棉中天然杂质的平均识别率为94%。     

钢制导热油烘缸的数值模拟与结构优化

针对钢制导热油烘缸在工作时出现工作表面温度分布不均匀、温差大等情况,采用三维建模和模拟仿真方法对钢制导热油烘缸的结构进行优化。本研究主要从3个方面对钢制导热油烘缸进行结构改进,分别是改变循环油路通道数量,改变进油槽与出油槽上孔的排列方式,改变循环油路的结构。研究结果表明,相对其他烘缸结构,具有循环油路通道数量为20个、进油槽与出油槽上孔为单排排列、循环油路两两相通的钢制导热油烘缸的性能更好,可以达到工作表面温度分布均匀、温差控制在±5℃以内的目的。     

热辅助超声滚压温度场参数影响激光熔覆涂层表面粗糙度研究

目的 降低激光熔覆涂层的表面粗糙度。方法 采用激光熔覆技术制备铁基激光熔覆涂层,采用超声温滚压耦合热处理工艺对熔覆层进行熔覆后强化加工,重点研究温度场参数对成形表面粗糙度的影响,通过方差分析(ANOVA)确立参数显著性,同时利用响应曲面法(RSM)构建温度场参数影响铁基涂层表面粗糙度的预测模型,并进行参数优化。结果 加热温度和保温时间对成形试样表面粗糙度的影响显著。在实验参数范围内,试样的表面粗糙度与加热温度呈正相关,与保温时间呈负相关。实验结果表明,在相同保温时间下,在加热温度100、250、400 ℃条件下试样的表面粗糙度Ra分别为0.237、0.158、0.096 μm;在相同加热温度下,在保温时间为0.5、1、2 h条件下试样的表面粗糙度Ra分别为0.156、0.164、0.170 μm。可见与保温时间相比,加热温度对涂层表面粗糙度的影响更显著。参数优化分析结果表明,在实验参数范围内,在400 ℃加热温度和0.5 h保温时间条件下,试样具有最小的表面粗糙度Ra(0.089 μm)。结论 相较于车削及常温滚压工艺,采用超声温滚压耦合热处理工艺可进一步降低激光熔覆涂层的表面粗糙度,在实验参数范围内,加热温度400 ℃和保温时间0.5 h是最优的温度场参数组合。