北约建模与仿真先进技术与标准化研究组运行机制研究

北约建成了相对完善的建模与仿真标准化制度机制、组织机构和持续演进的标准体系,成立北约建模与仿真研究组开展先进技术与标准化研究工作。本文以该研究组发展情况和开展活动为重点展开研究,首先介绍研究组的历史沿革、目的使命和组织架构,并对其标准化工作的文件体系、工作机制、研究主题进行分析总结。最后研提对我国建模与仿真先进技术与标准化研究的启示借鉴。     

圆柱形动力锂电池的绿色包装设计及跌落仿真试验

目的 对圆柱形的车用动力锂电池进行运输包装设计及跌落仿真试验分析。方法 运用运输包装设计五步法,根据产品特性、运输包装要求与流通环境条件,分析现有包装的不足,提出包装解决方案,并依据包装设计方案设计包装材质、结构尺寸,对设计的包装进行强度校核,最后对包装件进行跌落仿真试验,分析和评价所设计的包装方案。结果 设计的运输包装解决方案分为内外包装两部分,内包装使用材质为EPE发泡聚乙烯塑料材料,结构为多孔结构,外包装使用的材质为C楞瓦楞纸板,结构为0201型箱型结构,对所设计的包装方案进行底面跌落模拟仿真试验,锂电池产品所受到的最大等效应力值为5.865 MPa,低于圆柱形动力锂电池材料的许用应力值132.2 MPa。结论 所设计的圆柱形动力锂电池运输包装方案合理,对锂电池类危险品的运输包装设计具有一定的借鉴意义。     

薄板件多工位装配尺寸误差建模与仿真

为保证薄板件装配尺寸精度,分析了两种主要误差源夹具尺寸误差和零件尺寸误差,尤其是定位销误差与零件孔间隙对装配尺寸误差的影响.采用状态空间法建立了薄板件多工位装配尺寸误差传递模型,并以某汽车地板薄板样件为例,运用所建立的尺寸误差模型对薄板样件进行仿真计算,仿真结果与实际测量结果进行对比,验证了模型的正确性和实用性.该模型可应用于多工位装配尺寸误差源诊断、装配过程夹具优化设计和装配过程稳定性分析等.     

基于有限元分析的洗衣机跌落冲击仿真及改进设计

基于有限元理论实现某型全自动洗衣机在跌落冲击载荷下的仿真分析和设计改进.首先运用CAD软件Unigraphics(UG)建立洗衣机运输包装件的初始设计模型,然后将实体模型导入有限元软件Abaqus建立有限元网格模型并进行跌落仿真分析.分析结果表明跌落过程中箱体部件会发生起皱变形缺陷,仿真预测结果与试验结果吻合良好.针对当前设计中存在的问题,对洗衣机进行了局部改进设计和重新分析验证.改进设计后的洗衣机整机强度得到了有效增强,满足了跌落试验要求.这种"基于仿真的设计方法"为家电产品开发提供了一种新的有效手段.     

现代工程设计绘图中标准化保证体系的建立

分析了在科学技术飞速发展,工程设计领域发生深刻变化的形势下,构建机械设计制图标准化保证体系的必要性。探讨了建立标准化保证体系的可行性。详细论述了构成该体系的总体框架的核心内容,并详细介绍了开发国家标准“技术制图”网络自学系统和基于尺寸驱动的标准件、常用件参数化电子书库的设计思想、结构特点和制作技术。该体系为学生在各大的设计环节中以及对教师和广大的设计者在设计绘图中提供了先进的标准化信息服务,并解决了在计算机上设计、绘图、网上查询及检索资料的问题。     

基于设计几何学的工程机械形态设计方法探究

目的提升国内工程机械产品形态的可视性,提高品牌竞争力,丰富产品形态设计的方法。方法从国外工程机械产品形态设计案例入手,分析工程机械产品形态与设计几何学的关联性,结合我国工程机械产品形态设计中的不足,探究将设计几何学引入工程机械产品形态设计的遵循要素和创意原则。结论通过几何比例关系的重新组合、分割等方法的有效尝试,创新出工程机械产品形态设计的有效方法,为国内开展该方面的研究和设计实践提供借鉴。     

侧吸式油烟机包装件的跌落分析及优化设计

目的基于侧吸式油烟机包装件的跌落试验与仿真研究,对侧吸式油烟机缓冲包装的结构进行改进设计。方法首先对侧吸式油烟机包装件进行原方案的跌落试验,然后运用Pro/E软件建立三维模型,并利用Workbench和LS-DYNA软件进行跌落仿真分析,最后结合跌落试验与仿真结果,改进缓冲包装的结构设计,进行仿真验证。结果通过跌落试验,观察到底面和侧面衬垫以及油烟机机体都发生了损坏,得到了支撑架零件各个跌落工况的冲击加速度值。对比跌落试验和仿真分析结果,两者误差在9%以内。结合试验与仿真分析结果,对原设计方案进行改进并仿真验证,得到原方案从初始速度值2.97 m/s衰减到0所需的时间为10.3 ms,最大加速度值为43.10g,改进方案的初速度衰减到0需要14.5 ms,最大加速度值为33.41g。结论运用试验和仿真的方法对侧吸式油烟机包装件进行评估,验证仿真结果的有效性,利用仿真分析法指导缓冲包装改进设计,此思路能够为后续类似的缓冲包装设计提供参考。     

SOI压力传感器高压失效分析

该文面向基于MEMS技术的SOI压力传感器高压失效问题,以SAW器件为对象开展研究,分别对压力传感器的背腔与正面进行加压,测试两种加压方式下SOI压力传感器的极限耐压值.利用测得的极限耐压值对器件内部应力进行有限元仿真,分析器件耐压失效时的内部最大应力.实验与仿真结果表明,当从背腔加压时,器件失效时的内部应力低于预期值...     

C形纵剖面部分球冠换能器结构对声焦域的影响

在球带腔形聚焦超声换能器的基础上，设计一种C形纵剖面部分球冠聚焦超声换能器，研究其结构参数变化对声焦域形态的影响。通过建立的有限元仿真模型，分别讨论了换能器的球带高度和聚焦夹角与焦域形态的变化关系。结果表明，球带高度越高、聚焦夹角越大，其焦域尺寸越小，焦域长轴与短轴的比值越低，焦域趋近于圆形，尤其是当球带高度为1.6F（F为焦距）、聚焦夹角≥210°时，其焦域三轴尺寸均可达到亚波长尺度。为验证仿真结果的正确性，设计制作了一个可改变聚焦夹角的换能器并进行了测试，实验与仿真结果大致相符。设计的换能器相对于传统行波换能器，焦域形态得到了明显改善，能够压缩焦域长短轴之比，有效提高聚焦精度，为改善聚焦超声换能器焦域形态提供了一种设计方法。     

平板电脑缓冲包装件设计及其力学性能分析

针对平板电脑在物流过程中由于包装不当造成的破损问题,设计了平板电脑的缓冲包装件,并对其力学性能进行了分析。先利用Solid Works软件建立缓冲包装件模型;再通过ANSA软件对缓冲包装件模型进行网格划分,并建立刚性跌落目标面的有限元模型;最后在LS-DYNA中进行跌落高度为0.9 m的自由跌落仿真分析,得到缓冲包装件在接触地面瞬间和反弹瞬间的等效应力云图及其跌落过程中的加速度曲线图。仿真结果表明,所设计的缓冲包装件在跌落过程中的最大加速度为58g,该值满足产品的脆值要求,缓冲包装件可以达到很好的缓冲效果。     

人因模拟的腰部助力外骨骼机器人舒适性设计

目的 针对腰部助力外骨骼机器人穿戴过程繁琐、身体感受不良、交互体验不佳等舒适性因素,提出一种舒适性分析评估方法和设计提升方案,为外骨骼机器人舒适性设计提供参考.方法 以Jack人因模拟软件为分析工具,模拟腰部助力外骨骼机器人使用过程,从人体模型构建、负载状态模拟、可达区域分析、视野区域分析、静态受力分析等角度,对腰部助力外骨骼机器人舒适性影响因素进行分析.基于一款腰部外骨骼机器人原型机的不舒适因素,对机械匹配尺寸、设备自重分布、绑缚结构设计、交互体验设计等方面提出优化改进方案,并对改进方案进行模拟验证.结论 可以通过人因模拟的方式,对腰部外骨骼机器人进行舒适性提升设计,改进后的腰部助力外骨骼机器人舒适性有显著提升.     

结合MATLAB仿真的可视化包装机械创新设计

机构设计是包装机械产品创新设计的重要环节,介绍了应用Solidworks三维机械设计软件和MATLAB的仿真进行机构设计的过程,在设计阶段,借助于Solidworks可视化模型,可以对机构的装配干涉和运动干涉检验作出检验,在此基础上,根据机构的几何特征和物理特征,由MATLAB仿真可进行机构的运动学和动力学分析.实例应用表明,Solidworks的三维表现和MATLAB仿真,做到了直观显示与复杂计算的统一,不失为一种好的设计方法.     

弹头引信用内置式涡轮机构转速特性的试验研究

内置式涡轮机的转速特性是影响引信解除保险距离的关键因素。本文建立了一种用于弹道空气动压力模拟、检测弹头引信用内置式涡轮机构转速特性的试验系统。由气源的不同风压模拟引信在实际弹道上所承受的不同空气动压力，采用激光反射式转速测量方法实现涡轮机构转速变化规律的非接触测量。藉此，检测并研究了实际内置式涡轮机构的对应不同风速的转速特性。气动模拟试验结论与射击试验的结果吻合，为引信的设计提供了科学依据。     

共轭凸轮的反求设计及仿真

目的将CAD技术融入包装机械中共轭凸轮机构的设计。方法论述凸轮机构设计理论基础,根据给定的从动件运动规律,基于Solid Works软件、Motion插件以及Excel软件通过实例对此类机构进行分析、求解及仿真。结果设计的精度达小数点后3位,仿真的结果和理论求解一致。结论设计的方法简洁准确,省去了繁琐的计算,较好地解决了此类机构的设计及仿真的难题。     

虚拟设计与仿真技术在石油机械设计中的应用

虚拟设计与仿真技术广泛应用于设计领域,在石油机械设计领域更是具有很大的发展空间.论述了虚拟设计与仿真的重要意义,提出了广义虚拟现实的定义.初步探讨了基于虚拟现实和仿真技术的螺杆泵的设计,研究了CAD、CAE、运动仿真、动画制作以及网络可视化等虚拟现实技术在石油机械设计中的集成,从而提出了未来的集成化的设计环境,为石油机械的敏捷、柔性设计做了初步探索.     

滑阀真空泵振动平衡的优化设计研究

滑阀真空泵在许多行业得到广泛应用。但滑阀真空泵的振动平衡问题一直是国际上未解决的技术难点。本文建立了滑阀真空泵动态仿真模型,并以改变内置平衡块的结构来改变各构件重心位置的方式进行了动态仿真,探讨了滑阀真空泵的优化设计问题。仿真测试结果表明,通过调整泵的内部结构可以明显地改善滑阀泵惯性力引起的振动。     

工程机械工业设计及研究

目的 完善工程机械工业设计的理论研究与项目实践,提供一定的学科理论参考,促进工程机械领域的工业设计发展。方法 通过国内外的相关文献研究,阐述了工程机械工业设计与研究的相关概念及国内外工程机械的发展背景,分析了工程机械工业设计在品牌识别、外观造型、色彩涂装、人机工学等方面设计与研究的现状。结论 基于团队工程机械产品设计及研究的多年经验积累,总结了工程机械工业设计流程与设计方法,论述了目标导向设计的第一定律和第二定律,系统地探讨了工程机械品牌的构建理论。针对当下的时代背景,提出了工程机械工业设计及研究的热点和发展趋势。     

基于理想优度的包装升降装置运动方案设计

目的为更全面、更科学地评价包装升降装置的设计方案,为其设计与优化提供有效的决策依据。方法将TRIZ理论的理想度与可拓学的优度评价进行融合,构建集成理想度与优度的机械运动方案评价方法,即以规范化的理想度为关联函数,以多级可拓综合评价过程为路径,对机械运动方案进行可靠、客观地评价。结果将理想优度用于包装升降装置运动方案设计的实践,建立各评价指标的理想度测算方法,并采用分子与分母的规范化来克服理想度计算中出现的分子分母量纲不一致的问题,以规范化的理想度为关联度,经过与权重系数合成得到优度,将关联函数选择、关联度计算及其规范化等计算过程简化为单一的理想度计算,快速完成包装升降装置运动方案的优选。结论理想优度简化了机械运动方案的可拓评价流程,通过在包装升降装置运动方案设计的实践,进一步证实了理想优度评价的有效性,并加快了评价速度,有助于提高机械运动方案的设计与评价效率。     

Microstructure and Mechanical Properties of Simulated Heat-affected Zones of EP-823 Steel for ADS/LFR

EP-823 steel is one of the candidate materials for accelerator-driven systems/lead-cooled fast reactors(ADS/LFR).Its weldability was investigated by mechanical property tests and microstructure analysis on the enlarged heat-affected zones(HAZs) made by numerical and physical simulation.The finite element numerical simulation could simulate the welding thermal cycle of the characteristic regions in HAZs with extremely high accuracy.The physical simulation performed on a Gleeble simulator could enlarge the characteristic regions to easily investigate the relationship between the microstructure evolution and the mechanical properties of the HAZs.The results showed that the simulated partially normalized zone comprising tempered martensite,newly formed martensite and more tiny carbides has the highest impact energy.The fully normalized zone exhibits the highest hardness because of the quenched martensite and large carbides.The ductile property of the overheated zone is poor for the residual deltaferrite phases and the quenched martensite.     

基于层次模糊推理的施工机群动态调度方法研究

以Zadah的模糊数学理论为基础,结合决策融合技术提出了一种基于层次模糊推理的施工机群动态调度方法。与传统的单层模糊调度控制方法相比,该方法具有建模简单且可扩展性好的优点,同时避免了单层推理的维数灾难问题。将该方法应用于施工机群的动态调度系统中,按照生产情况对施工系统进行了建模仿真,仿真结果和调度实例证明了该方法的有效性和合理性。该方法为机群施工以及与之相似的生产施工的调度提供了技术框架。