机床结构轻量化设计研究进展

对机床进行优化的结构构型设计,使得材料在机床结构空间内更加合理地分布和有效地利用,一直都是机床设计工作者追求探索的目标。论述机床构型和结构件轻量化设计的研究历程和技术发展,对机床结构轻量化设计中常用的现代设计方法:参数优化、结构拓扑优化、多方法综合结构设计、仿生优化设计方法进行具体技术介绍和综合评述,并对近年兴起的仿生优化设计方法进行从方法、实现手段和轻量化效果等方面重点分析和评述,对机床构型和结构件轻量化设计研究的未来发展提出展望。     

正常声光偏转器的超声跟踪分析

介绍了正常声光偏转器超声跟踪的优化设计基本思想,通过对超声跟踪与非超声跟踪声光偏转器的带宽曲线的比较,表明超声跟踪声光偏转器可以克服非超声跟踪偏转器设计中带宽与进入布拉格区之间或带宽与衍射效率之间的矛盾．具有相同的声光互作用相对长度时,超声器件获得的相对带宽是非跟踪器件的5．2倍;具有相同的相对带宽时,跟踪器件的声光互作用相对长度是非跟踪器件的4．8倍．     

仿真与实测多信息融合的机械结构外载荷反演技术

针对机械结构在复杂工况下载荷边界条件难以确定的问题,提出一种仿真与实测多信息融合的外载荷反演技术。首先建立待研究结构的有限元模型,在结构外载荷作用位置施加单位载荷,计算构件全场应变响应;然后基于D-最优设计原则得到应变测试的测点最佳布置方案和最优载荷系数矩阵,据此建立外载荷与应变间的动态响应关系;根据得到的测点布置方案,在结构上粘贴应变片,测得机械结构在实际工作过程中的动态应变历程,基于该实测应变历程以及载荷与应变的响应关系,反演结构的动态外载荷历程。以液压挖掘机工作装置为例,通过提出的方法确定其动臂的铰点载荷,并将载荷反演结果作为动臂瞬态动力学分析的输入,计算得到基底测点和非基底应变仿真值,将实测值与仿真值进行对比分析,证明了提出方法的有效性。     

利用植物根系形态形成机理的加筋薄壳结构拓扑优化设计

将自然界植物根系的形态形成机理应用于加筋薄壳结构加强筋分布设计方法的研究.将加筋薄壳结构加强筋的分布看成一个逐渐形成的过程,则此过程应能自适应于一定的工作条件,使结构逐步趋向具有最佳力学性能的最优结构,这样的过程和自然界中植物根系的形态形成过程具有一定的相似性.在对植物根系形态形成机理进行探讨的基础上,建立基于形态形成机理的加筋薄壳结构加强筋设计准则,即为了得到最小柔顺度结构,结构上的加强筋应沿着结构的应变能相对于加强筋断面积的设计灵敏度大的方向成长,且成长速度也与设计灵敏度成比例.以加筋薄壁圆柱壳结构为例进行加强筋的分布设计,用有限元法对设计结果进行验证.结果表明,提出的利用植物根系形态形成机理的结构拓扑优化设计方法比现有的方法简单高效,并且由于其设计结果是符合工程习惯的清晰加强筋分布,而不是模糊的密度分布,更有利于结构拓扑优化技术的实际应用.设计结果可作为进一步详细设计的初始优化模型.     

产品工艺数据库管理系统的设计

本文论述了产品数据库管理系统的基本组成、软件结构及关键技术 ,该系统以 Fox Pro2 .5为开发平台 ,具有数据输入、数据输出、报表、查询、修改等功能 ,在实际运用中 ,显著地提高了工作效率 ,具有广阔的应用前景。     

散热结构拓扑优化目标函数适用性讨论

工程实际中存在不同的散热需求,合理选择散热性能描述指标,是实现散热结构最优设计的关键.以密度法为基础,针对典型的均匀生热及非均匀生热工况,分别以散热弱度、算术平均温度、几何平均温度、温度梯度及温度标准差五种散热结构拓扑优化目标函数进行计算.通过比较最优结构中的平均温度、最高温度、温度梯度、温度标准差和散热弱度等温度特征指标,总结得出各目标函数对不同工况的适用性,以便在实际工程应用时,在高导热材料给定的条件下,快速准确地选择出具有针对性的目标函数,设计出符合实际工程要求的散热效果最佳的散热通道.     

燃煤MHD发电Cr25Al5电极材料的腐蚀行为研究

采用Ｃｒ＿（２５）Ａｌ＿５合金进行煤渣／种子条件下静态腐蚀试验（温度１３７３－１５７３ｋ，时间５０－１５０ｈｒ），试验后得出三种温度下腐蚀重量变化与腐蚀时间的关系，并借助金相显微镜、扫描电镜和俄歇分析进行有关形貌及成份分析，试验表明，温度是材料腐蚀的主要因素，在１４７３ｋ条件下材料的抗蚀性最好，Ａｌ、Ｓｉ元素在腐蚀过渡层中富集，Ｃｒ元素变化不大，但有从基体向外扩散的趋势。由此，这一材料若能进一步改进，可望在控制壁面温度的半热壁型通道中进行试验研究。     

抓斗起重机动态测试与动特性研究

为提高抓斗起重机的生产率，应采用程序逻辑控制器（ＰＬＣ）实现自动化作业。本文介绍对现场使用中的５ｔ抓斗起重机进行动态测试的结果，包括起升绳与闭合绳的受力、颚板张角变化和中心铰位移，将抓斗装卸料循环分七个阶段进行分析，供编制程序逻辑控制拟订操作程序参考。     

机床床身结构优化设计方法

结合基于近似模型的尺寸优化及拓扑优化技术,提出了机床床身结构优化设计的策略.首先以床身结构的刚度和基频为设计目标,以床身内部横隔板间距及厚度、垫铁间距为设计变量,通过中心复合设计法生成实验所需的设计变量的样本点,对生成的样本点进行有限元分析得到样本点的响应,借助最小二乘法建立近似模型二阶响应曲面.采用折衷法建立多目标优化模型,并用遗传算法进行求解.在此基础上,采用密度法对床身结构进行拓扑优化.实例计算结果表明,优化后床身质量减轻了4.45%,而刚度提高了5.8%.