基于Workbench 对微车后桥桥壳的轻量化研究

以某微车后桥桥壳为研究对象,建立桥壳轻量化的数学模型对后桥桥壳进行结构分析,采用Workbench分析软件,对桥壳模型进行了优化分析,并得出优化后桥壳的壁厚数据,使桥壳的重量降低12%,为桥壳的结构分析和轻量化研究提供理论依据和仿真参考。     

铝材冷轧机自动厚度优化控制系统

针对铝材冷轧机板厚控制系统是一个具有非线性、延时、多变量耦合的复杂的实时系统,给出了一种适用于不同类型轧机的自动厚度优化控制系统。该系统采用各种厚度控制系统(AGC)控制、优化控制和自适应控制方法,对轧机系统进行优化精确控制,既保证了产品的质量,又可提高轧机的生产效率。试验证明,该优化控制系统实时性强,控制响应时间小于100ms,铝带出口厚度偏差可控制在2%以内,保证了产品质量;同时提高轧机的平均运行速度10%以上,提高了轧机的生产效率。     

厚膜压力传感器的结构优化

为提高厚膜压力传感器的稳定性,借助有限元分析软件Ansys,研究了厚膜压力传感器弹性体的应力分布,进而设计了应变电阻的尺寸,并优化了其布局。采用Ф18mm的96%A l2O3弹性体瓷件研制了一种新型厚膜力敏芯片,实验结果表明:它的热零点温漂小于3×10-4FS/℃,过载达120%,非线性误差及迟滞误差都小于±0.2%FS,精度由±0.4%FS提高到±0.2%FS,其线性度和稳定性得到很大提高,可广泛应用于仪器仪表、测控和导航等领域。     

基于数学模型的发动机舱盖锁舌曲面优化

针对发动机罩非正常下落导致无法锁止的问题,推导非线性微分方程并采用泛函求解,将工程问题转化为力学数学模型.根据数学模型优化发动机舱盖锁舌曲面,采用有限元法搭建仿真模型.分析结果表明,基于数学模型的有限元法可以高效准确地模拟发动机舱盖关闭过程中锁的实际运动过程,优化结果可为发动机罩锁舌优化提供思路.     

数模混合片上系统模拟芯核并行测试结构

为了减少测试成本,基于片上数字化的思想,提出复用片上DAC和ADC数模混合片上系统模拟芯核并行测试结构.自保持模拟测试接口可暂存模拟测试激励和测试响应,减少每个测试端口添加的DAC和ADC所产生的额外面积开销,实现芯核级多端口测试和系统级的多核并行测试.采用流水线式并行测试结构减少DAC输出测试激励的等待时间;并进一步分析了模拟测试外壳的测试成本评价方法和优化问题数学模型,在此基础上设计测试成本优化算法,得到优化的模拟测试外壳组分配方案.实验结果表明,文中提出的模拟芯核测试结构对精度的影响小于0.25%,对测试时间可优化40%以上.     

秸秆覆盖条件下播种的土壤临界含水率试验

通过室内外试验,对秸秆覆盖条件下播种的土壤临界含水率进行了试验研究.结果表明,在试验盆用塑料薄膜覆盖的条件下,测得玉米种子发芽出苗的土壤临界含水率为14%(体积含水率为0.2002cm3·cm-3).由室外试验建立秸秆覆盖条件下耕层土壤水分运动规律的数学模型,经过数值模拟得到田间播种的临界含水率无覆盖的土壤重量含水率为14.89%(体积含水率为0.2129 cm3·cm-3),5cm厚麦秸覆盖的土壤重量含水率为14.36%(体积含水率为0.2054 cm3·cm-3),8cm厚麦秸覆盖的土壤重量含水率为14.57%(体积含水率为0.2083 cm3·cm-3).这说明秸秆覆盖条件下播种的土壤临界含水率比裸地的低,秸秆覆盖有利于干旱地区的抗旱播种.     

3D打印技术在传统工艺品产品成型和分层厚度中的应用研究

目前多数传统工艺品因其较大的制作难度而多为手工制作，其制作精度难以得到保障且耗损时间较长。有鉴于此，研究将3D打印技术应用在传统工艺品中，并设计基于坐标分层的切片算法以及构建起以产品成型和分层厚度为最优参数的多目标优化问题。将该方法进行仿真分析，结果表明3D打印技术的轮廓曲线的平均间距偏差达到了0.04%,且其较传统工艺在XYZ三个方向上的误差平均值改善情况均在5%以上，尺寸误差小于1%。3D打印工艺下的多目标优化模型能有效解决需求平衡问题，并为从业工程师提供决策参考。     

DR图像缺陷检测的彩色合成方法

数字式X射线(DR)图像难以用一幅灰度图像同时显现不同壁厚部件的缺陷。为此,提出用一幅合成彩色图像显现缺陷的方法。对DR系统扫描铸件得到的浮点型数据,采用分段灰度拉伸的方法转换为3幅灰度BMP图像,其中,不同灰度段的图像含有被测铸件不同壁厚部件的缺陷,再将这3幅灰度图像合成为一幅彩色BMP图像。对其应用彩色C-V(Chan-Vese)模型分割缺陷,实验结果证明,该彩色合成方法能较好地分割出被测铸件不同壁厚部件的缺陷。     

Gsp气化炉建模与动态模拟

为了能够更好的模拟Gsp煤气化炉,建立了新的气化炉模型。Gsp煤气化炉内部反应较为复杂,温度、压力较高难以模拟,为了对气化炉建立数学模型并且对生产工艺进行动态模拟,通过对煤气化炉装置物料流动方式的分析,结合煤气化反应的动力学、物料衡算和能量衡算,简化反应过程的次要因素,最终用通用化工动态流程模拟优化软件平台建立了气化炉反应器的串联全混流模型,并且选用四阶龙格-库塔法进行求解计算。反应器动态模拟的数值结果与实测值相比较,发现通过优化计算的结果可以把误差控制在1%以内,证明建立的数学模型能够很好地模拟工艺流程,为模拟Gsp煤气化炉提供了一种新的思路。     

基于MOLCA的催化裂化分离系统多目标模糊优化

催化裂化分离系统由分馏系统和吸收稳定系统两部分组成,本文将催化裂化分离系统作为一个整体进行研究。应用流程模拟软件Aspen Plus建立了该系统的全流程模拟,在此基础上,以干气中C_（3＋）组分数最小和系统能耗最少作为优化目标,建立了该系统的多目标优化数学模型。应用模糊优化理论对优化约束条件进行模糊处理,并采用多目标列队竞争算法（MOLCA）对模糊优化模型以及普通优化模型进行求解。计算结果表明,采用模糊优化的结果优于普通优化的结果,干气品质和系统能耗都得到了明显的改善。为催化裂化分离系统的操作优化提供了参考。     

基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量技术

飞机燃油箱惰化系统属飞机燃油系统设计中重要的分系统，为了准确评估燃油箱惰化系统的功能与性能，需要根据飞机实际使用剖面和惰化系统设计特点确定适用的飞行测试方法。提出了一种基于电化学原理的飞机燃油箱氧浓度机载测量方法，用于飞行实时测量运输类飞机油箱内无油空间或惰化管路的气体氧浓度，并对飞行中的实际影响因素进行模拟分析。经过分析飞行实际环境影响因素、关键传感器匹配性以及原理样机的试验验证等工作，将燃油箱氧浓度机载测量技术转化为专用的飞机燃油箱氧浓度机载测量系统，并通过了飞行实测考验。试飞结果表明，该项技术能够实时准确测量运输类飞机各种状态下的燃油箱氧浓度，满足飞机燃油箱惰化系统的效能评估要求。     

变壁厚涡轮叶片参数化设计

提出管道交线投影法的中弧线算法,通过圆形管道创建、管道求交和交线投影来计算中弧线.基于中弧线提出涡轮叶片变壁厚算法,通过定义每条截面线上壁厚标志点处的壁厚参数来定义壁厚,将壁厚设计变量从数十个减少至6个,便于参数化设计和优化设计;根据壁厚定义公式,可以设计工程中常见的4种壁厚分布的叶片.最后开发了变壁厚涡轮叶片参数化设计系统,给出设计实例.     

动态磁导率的反正切模型研究及其在时间差型磁通门的应用

为更好研究时间差型磁通门的特性,对磁滞回线模型进行研究。针对反正切模型曲率固定导致磁导率与实际磁芯存在偏差的不足,提出基于动态磁导率的磁滞回线反正切模型。将模型相对偏差由原来的10%降低至3%以内。利用动态磁导率模型对时间差磁通门的输出响应进行研究,模型计算结果与仿真偏差小于5%。动态磁导率模型为磁芯研究提供了理论依据,同时其对磁导率的精确逼近可以使利用磁导率计算的磁传感器研究结果更加精确且符合实际。     

基于BP神经网络和列队竞争算法的低温甲醇洗过程参数优化

本文提出了基于BP(Back Propagation)神经网络和列队竞争算法的方法优化低温甲醇洗工艺操作参数。首先,以流程模拟软件对该工艺进行模拟,获得初始样本数据;然后,应用BP神经网络对所获数据进行训练,实现神经网络输出与实际模拟结果的一致;最后,综合列队竞争算法和BP神经网络对低温甲醇洗工艺过程进行参数优化。实例计算结果表明,训练好的BP神经网络输出与实际模拟结果间的误差小于2%,将其应用于优化计算可大幅缩短计算时间,提高计算效率;优化计算结果能够在满足分离要求的条件下,降低公用工程消耗量13%,降低气提用氮气量8.1%,节能效果十分明显。     

基于ANSYS Workbench的助老机械起升装置疲劳分析及多目标优化设计

针对老年人因膝关节老化而在如厕后难以起身站立的问题，利用CROE建立助老起升装置三维模型，实现模型的参数化，并在ANSYS Workbench软件中对其进行静力学分析和疲劳分析，然后利用Design Exploration中建立优化设计模型，以装置的最大变形和总质量为优化目标，设计变量选取起升板的厚度、前支座厚度和后支座厚度，由响应面法得出关系变化曲面，进而得到最优设计参数。优化后的结构最大变形量符合要求，最大等效应力降低31.88%,最小寿命值提高9.6倍，安全系数提高到82.9%,总质量减少12%。最后基于设计结果制造出了物理样机，经实验研究后可以满足设计要求。     

曼哈顿世界环境下消失点非线性优化估计算法

目的 符合曼哈顿假设的结构化场景简称曼哈顿世界,具有丰富的场景结构特征。消失点作为直线的潜在观测,是一种全局信息,可以显式地体现载体坐标系与世界坐标系之间的姿态关系。为更加准确地估计消失点,本文针对单目图像,同时考虑实时性和准确性,提出了具有更高精度的基于非线性优化的消失点估计算法。方法 分析目前性能最优的基于随机采样一致性（random sample consistency,RANSAC）的消失点估计方法,通过对直线单参数化、利用正交性约束生成候选假设以及RANSAC过程的重点分析与改进,更加快速准确地得到消失点估计,为后续优化提供初值。利用直线分类时计算的误差度量构建最小二乘优化模型,采用非线性优化方法迭代求解,并采用鲁棒核函数保证迭代的精确性和结果的最优性。结果 通过仿真实验和基于公共数据集的实验对本文提出算法与目前性能最优算法进行比较。仿真实验中,相比于RCM（R3_CM1）及RCMI（R3_CM1_Iter）,本文算法结果在轴角形式下的角度偏差减小了24.6%;有先验信息约束时,角度偏差降低一个数量级,仅为0.06°,精度大幅提高。在YUD（York urban city databbase）数据集中,本文算法相较于RCM和RCMI,角度偏差分别减小了27.2%和23.8%,并且80%的消失点估计结果角度偏差小于1.5°,性能明显提升且更具稳定性。此外,本文算法在仿真实验对每一图像帧的平均优化耗时为0.008 s,可保证整体的实时性。结论 本文提出的消失点估计算法,对基于RANSAC的方法进行了改进,在不影响实时性的基础上,估计结果更加准确、鲁棒,并且更具稳定性。     

一种估计模拟分解滤波器组系数偏差的算法

模拟器件工艺偏差是制约混合滤波器组模拟数字转换器系统信号重构精度的主要原因,准确地得到模拟分解滤波器组传递函数是完成信号重构的首要条件.为解决上述问题,本文提出一种估计传递函数系数偏差的算法.该算法根据输入信号的信息以及信号通过模拟滤波器组后的采样数据,便可以准确地估计出偏差范围在±20%的模拟滤波器传递函数系数的偏差值.实验中分别采用2阶和3阶模拟滤波器传递函数模型,其谐振频率的估计值与理想偏差值的标准偏差分别为1.10%和0.56%.将估计值应用于单通路滤波混合滤波器组系统进行仿真,输出信号可以达到14位精度,完成了系统重构功能,仿真验证了该算法的可行性.     

面向对象技术的多元缔合体系闪蒸模拟

用面向对象技术抽象出闪蒸类结构和功能,实现闪蒸类的封装、继承、属性和方法.对缔合体系汽相采用维里方程,液相用UNIQUAC方程修正其非理想性,校正缔合组分汽相焓的计算,建立相平衡模型.用一维或二维New-ton-Raphson法对缔合和一般体系的闪蒸过程方程组进行多元闪蒸分离计算,模拟结果与文献值对比平均卡机对偏差小于2.46%.软件将面向对象技术和缔合物系热力学模型及数值分析方法结合,进行闪蒸单元操作的模拟分离计算.可作为基础模块用于化工过程流程模拟、分析、优化及系统集成开发并可用于实际生产过程的闪蒸计算.     

燃油箱吊座焊缝的强度和疲劳有限元分析

对某内燃机车燃油箱吊座中T型焊接接头部位焊缝强度和疲劳进行有限元分析.在焊缝熔深为2,3和5 mm(全熔透)时,将吊座有焊缝和无焊缝时应力有限元计算结果与传统方法计算结果进行比较,结果表明:在焊缝全熔透时吊座整体最大应力小于传统方法计算的无焊缝时的最大应力,说明全熔透结构具有更好的连接性能.焊缝全熔透时焊缝处节点应力分布表明几何截面突变明显处的节点应力较大.疲劳计算结果表明该燃油箱吊座满足疲劳强度要求.     

基于遗传蚁群算法的气田集输管网优化方法

气田集输管网是气田建设过程中一个投资巨大的复杂工程,如果能够对其进行整体优化,将取得良好的经济效益和社会效益。气田集输管网的优化设计,即寻求站址、管网布局以及管径、壁厚等工艺参数的合理分配,属于NP难点问题。文章通过分级优化的方法,在采用kruskal算法确定管网最优布局的基础上,提出结合遗传蚁群算法的优化参数方案,以集输管网干线的最小造价为目标函数,管径和壁厚作为优化变量,建立符合实际工程的数学模型。该模型根据集输管网所处的复杂环境,确定了流量连续性,管道规格,节点压力等一系列约束方程。根据模型的结构特点,在遗传蚁群算法的求解过程中,给出了符合实际数据的染色体选择、交叉、变异方式,并且在最佳时刻通过遗传算法与蚁群算法的衔接,将两种算法进行融合,形成了一种时间效率和求解效率都比较好的启发式算法。仿真计算表明,应用遗传蚁群算法的设计方案在求解速度和求解精度上都明显优于单一的遗传算法或蚁群算法,更加节省管网的投资费用。