基于遗传算法的复合材料层合板削层结构铺层优化

针对应力变化较大的碳纤维增强复合材料层合板,提出削层结构铺层分级优化模式。通过将结构分解为若干子铺层并对各子铺层的位置、尺寸、铺层数以及铺层顺序进行优化,得到了满足强度和可制造性要求且质量最小的结构设计方案。该模式的第1、2级优化利用参考层对各子铺层位置及尺寸进行优化,第3级优化通过引入3次样条插值参数化方法对各子铺层层数和铺层顺序进行优化。参考层的引入可减少设计变量的数量,3次样条插值参数化方法可解决以铺层角为设计变量时设计变量数目不确定的问题。利用有限元方法对结构进行力学分析计算,并依据Tsai-Wu准则确定结构强度。在第2、3级优化中利用遗传算法对优化问题进行求解。算例计算表明:削层结构铺层分级优化模式结果合理可信。与均匀铺层方法结果比较可知:削层结构可有效减少结构质量。     

局域波信息熵在高速自动机故障诊断中的应用

针对自动机工作时的短时冲击信号特征,首先,对其运动形态进行分解,截取与故障构件动作相对应的振动信号进行分析;其次,利用多层小波包分解截取信号,对其频率成分及能量分布进行研究;然后,将小波包分解后频带能量大的信号重构进行局域波分解,同时提取局域波奇异谱熵、边际谱熵和特征空间谱熵定量描述信号状态的时域、频域和能量的变化,并将其作为故障特征量;最后,利用遗传算法的全局寻优能力对支持向量机的参数进行优化,建立了遗传支持向量机(genetic algorithms-support vector machine,简称GA-SVM)模型,将提取的特征量输入其中进行故障分类识别,并将识别结果与空间穷尽搜索支持向量机(support vector machine,简称SVM)的识别结果进行对比。     

一种新型LuGre摩擦模型参数辨识方法

针对Lu Gre摩擦模型参数难以辨识的问题,提出了一种一次性获得模型所有参数的新型快速识别方法,将Lu Gre模型构造为以速度为输入、摩擦力为输出的单输入单输出系统,求解出相应的Lu Gre离散递推方程,解决了参数辨识时鬃毛微位移无法有效检测的难题。在此基础上,通过遗传算法对给定的Lu Gre模型进行辨识实验,发现一次性能辨识出Lu Gre模型的6个参数,参数辨识误差最大为0.419%,具有较高的精度。通过Simulink对指定参数和辨识参数的摩擦力仿真对比可知,辨识出的参数可以较高精度逼近原始数据,最大力矩误差仅有0.14 N·m,验证了新型辨识方法的有效性。     

柴油机实验室油耗测量系统的方案设计与仿真

针对柴油机实验室油耗测量系统进行方案设计,并应用AMESim软件对系统进行仿真,通过软件的批处理功能获得了换热系统中冷热水温度和混合调节阀阀体位置对系统出口温度的影响,并分析了管路压力对系统测量精度的影响。分析结果表明:换热系统的冷热水温度变化时,系统出口温度由最小值线性过渡至最大值,可以通过控制调节阀阀体位置实现对系统出口温度的精确控制,而且管路压力的变化会造成燃油短暂回流,但不会对系统测量精度造成影响,为系统的搭建和进一步改进提供参考。     

微弧氧化陶瓷涂层在铝质金属型上的应用研究

采用铁质金属型和经微弧氧化处理的铝质金属型在相同浇注条件下铸出ZL101铸件,并通过涡流测厚仪、光学金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了涂层的厚度,形貌和相组成.试验结果表明:经微弧氧化处理的铝质金属型具有较高的耐磨性能和耐热冲击性能,微弧氧化涂层同基体结合强度高;经微弧氧化涂层处理的铝质金属型比铁质金属型铸出的铸件组织更细,力学性能明显改善.铝质金属型表面微弧氧化的修复工艺简单,提高了金属型的使用寿命.     

机械系统概念设计方案评价方法研究

机械系统概念设计方案评价是概念设计中重要的一步,决定着概念设计的成败.概念设计方案评价既有定性指标存在,又有定量指标存在,是一个典型的半结构型的问题,很难从中选出一个最优方案.因此,本文提出了基于工程模糊集理论的评价模型.首先对概念设计方案评价的指标体系进行了层次分析,以指标体系为依据划分了若干个评价单元.将方案系统的整体评价问题转换为一系列基本单元的评价和基本评价单元的综合问题,其次结合工程模糊集理论、模糊识别理论建立方案评价的模糊多级识别模型,通过模糊识别给出了概念设计方案对各个给定级别的相对隶属度矩阵,以此作为方案排序的依据.实践表明,本文所提出的评价方法,符合概念设计评价的特点,是非常有效的评价方法,具有很好的应用前景.     

基于机器视觉的药筒传火孔可靠性测量方法研究

为了解决大批量药筒传火孔的有效通火面积的精确高效测量,提出了使用机器视觉技术和图像处理方法对药筒传火孔有效面积进行自动测量的方法。测量系统采用工业CMOS数字相机、光学镜头组、背光源、计算机等仪器设备搭建,结合开发的专用图像处理算法和软件,通过对所拍摄图片中传火孔光斑的像素点数的测量,实现了药筒传火孔有效通火面积的测量。经过对系统的标定实验表明:该系统的测量误差约为5‰,极限尺寸的标定精度高,可有效防止误测,满足药筒传火孔的测量精度要求。应用结果表明,该系统测量精度完全能达到设计要求,测量效率可达20件/分。     

3-RPRS并联机构的运动学及仿真研究

以3-RPRS并联机构为研究对象,机构动平台3个顶点之间的长度为约束条件,建立约束方程,研究该并联机构正解的封闭解形式;运用欧拉角描绘物体运动的Z-Y-X型坐标变换法将动平台顶点坐标转换到定坐标系中,求解了位置反解。对正反解结果进行数值验证,并进行了ADAMS运动学仿真,验证数值计算正反解的结果是正确的。最后,研究了该机构在跳跃机器人关节中的应用,并进行了运动学的仿真,结果表明该机构有类似蛙跳的功能。     

某型汽车变速器振动信号测试与分析

为了解某型号汽车变速器的振动情况,以该型汽车变速器为研究对象,对其进行多工况下振动信号测试与分析,获得了变速器振动贡献较大的频率;并将分析结果与车载模态试验数据进行对比,确定了容易引起变速器共振的频率,为采取措施避开该频率、降低变速器的振动及整车的优化设计奠定了基础。     

一种新型3T2R冗余驱动混联机构的位置逆解和工作空间分析

提出了一种新型3T2R冗余驱动混联机构。首先,运用螺旋理论分析了该机构实现3T2R运动原理,计算出该机构的自由度,进行了输入选取与论证;然后,利用解析矢量法建立机构位置逆解方程;随后,基于位置逆解,结合机构的约束条件,运用数值搜索法对其工作空间进行研究,分析机构的性能优越性;最后,应用MATLAB对逆解方程进行求解并利用ADAMS对求解结果进行仿真验证,验证了逆解模型的正确性及机构的可实现性。