应用卡尔曼滤波的激振力时域识别方法研究

激振力识别属于结构动力学中的第二类反问题,为识别振动系统的激励力,本文基于卡尔曼滤波器和最小方差估计的方法,分别建立了以系统位移和加速度为输入参数的激振力时域识别方法.推导了两种方法的识别公式,并对两种方法的识别结果和识别结果的稳健性进行了仿真分析.仿真结果表明,两种方法对噪声方差初值的设定均不敏感;以加速度幅值为输入的方法识别精度优于以位移幅值为输入的方法;以位移幅值为输入的方法识别结果稳健性较好.最后采用力锤敲击试验验证了识别方法的有效性和精度.     

[数据驱动的产品设计]基于功能模型和层次分析法的智能产品服务系统概念方案构建

为研究智能产品服务系统概念方案的构建，解决系统的复杂特性和功能耦合特性，提出应用发明问题解决理论（TRIZ）功能模型和层次分析法(AHP)两种工具，在概念设计阶段利用TRIZ功能模型定性地对其进行分析建模，并借助层次分析法对不同服务供应商所提供的服务功能模块进行定量的决策分析，通过择优集成相关功能模块，形成智能产品服务系统概念方案的构建方法。最后以3家服务供应商的服务功能模块构建为例，验证该方法的有效性。     

面向踝部康复的广义球面并联机构型综合

针对现有踝关节康复机器人难以充分拟合踝关节复杂运动，人机相容性较差的问题，提出一系列与踝关节实际骨结构匹配程度更高的串联等效拟合模型。为满足踝关节串联等效拟合模型对康复机器人机构本体的功能需求，给出一种具有串联等效拟合模型的广义球面并联机构型综合方法。首先枚举出广义球面机构的基本构件及运动副，并依此构造出广义球面支链。继而基于螺旋理论分析单支链以及多支链组合对动平台的约束性能，给出支链的组合条件与原则，阐明不同支链在机构中作用的异同，并依此归纳出位置支链和姿态支链两类广义球面基本支链。最后基于基本支链的约束特性，根据支链组合条件，综合出一系列适用于踝关节康复机器人本体研究的广义球面并联机构，并通过螺旋理论证明其与踝关节串联等效拟合模型的自由度数及性质具有一致性，为此类康复机器人本体设计提供理论依据。     

物质-场与设计过程复杂性理论集成的产品再设计过程模型研究

随着用户需求迅速提高,系统非线性、强耦合性、时变特性和开放性等复杂系统特征趋于明显,针对复杂系统特征的产品再设计过程成为研究热点。文中将设计过程复杂性理论与TRIZ中物质-场集成,应用设计过程复杂性进行产品再设计过程复杂性分析,并采用物质-场分析及标准解解决再设计过程中的问题,形成物质-场与设计过程复杂性理论集成的产品再设计过程模型。首先运用设计过程复杂性理论中复杂性的定义对再设计产品进行分析,确定复杂性问题及类型;其次根据复杂性与TRIZ中物质-场模型的表征关系,确定设计过程复杂性的物质-场表征模型;最后,采用标准解减小系统复杂性,实现产品再设计,并应用工程实例加以验证。     

多约束条件下金刚石圆锯片结构优化研究

基于序列响应面模型和混合优化算法相结合的方式,提出一种在复杂载荷条件下降低金刚石圆锯片锯切噪声的优化方法。建立了多变量、多约束条件下金刚石圆锯片结构优化的数学模型,经计算得到了满足刚度要求的优化圆锯片。通过数学统计分析,获得了尺寸参数对锯片的声学、变形以及应力等性能影响规律。根据结果制备了金刚石圆锯片,锯切实验表明优化锯片能够有效的降低噪声,表明这种方法可为锯片或此类结构的声学优化研究提供新的方向和参考依据。     

面向复杂系统创新的TRIZ与DFSS集成应用模式

针对目前现有创新方法在解决复杂系统问题时出现问题定位不准,分析不彻底,难以产生创新性方案,以及复杂系统设计领域尚缺乏系统的方法论的问题.研究创新设计理论(Theory of Innovation Problem Solving,TRIZ)与六西格玛设计(Design For Six Sigma,DFSS)集成方法,根据复杂系统特点在不同设计阶段动态地集成各种工具,以完善的需求管理方法实现设计需求的无偏转化,运用AFD等工具在设计早期进行系统功能失效预测,集成多冲突问题与TRIZ工具实现概念设计阶段创新性求解,进而建立面向复杂系统创新的T-DFSS模型.最后以船舶模块化可倒栏杆创新设计实例验证该集成模式的有效性.     

供油量对浮环轴承静动态润滑特性影响

针对浮环轴承贫油润滑问题,基于雷诺方程,建立浮环轴承贫油润滑模型,以润滑油入口供油量为可变参数,通过有限差分法求解数学模型,分析了供油量对浮环轴承内外油膜力静态润滑特性影响,计算结果表明:供油量明显影响润滑油油膜力的起始角和轴承环速比,摩擦功耗随浮环轴承供油量的减小而增大。     

基于多元仿生的快速响应设计研究

为提高生物知识在产品创新设计中的利用效率,特别是对产品快速响应设计的支持,提出了一种面向系统功能实现的多元仿生设计方法.该方法以多生物效应为核心工具,配合生物系统建模方法、生物原型的技术转化方法,结合新的产品功能建模技术,能够快速地将生物原型转化成为满足市场新需求的产品技术系统,与现有技术特别是与传统仿生设计相比得以显著改良.最后利用上述理论以新型假山石制造设备的开发设计为例验证其实用性价值.