产品基因生长型设计研究

生物基因是含有特定遗传信息的功能单位,而产品作为满足人们所需的功能产品,可分解为基本的功能单位--产品基因.在综述相关研究的基础上,特别是生长型设计的研究,提出了产品基因概念,给出了产品基因的定义、特征、作用以及数据结构,提出了产品基因的类型和模型,得到了产品基因生长型设计的过程模型.利用DARFAD系统实现了滚字夹具的设计.     

三明治耦合板的能量辐射传递模型EI北大核心CSCD

该研究的目的是将能量辐射传递法(radiative energy transfer method,RETM)推广到三明治耦合板模型中。推导了三明治板的振动控制方程,获得结构的波传播特性参数。基于波法推导了三明治耦合板的能量传递系数。根据能量密度控制方程,得到能量密度和功率流强度的核函数。根据惠更斯原理,结构内部的能量可由实源辐射的直接场能量与边界虚源的反射场能量叠加得到。求解第二类Fredholm积分方程获得边界虚源的强度。数值算例结果与模态叠加和功率流分析(power flow analysis,PFA)对比,验证了所建模型的正确性和准确性。对L型耦合三明治板求解,获得其能量密度和功率流分布特征。     

一种流程型企业主生产计划优化方法研究

为了解决传统的流程型生产管理方法不适应现代市场需求的问题,提出了一种基于生产柔性提高的主生产计划优化方法.建立了流程型企业的产品需求与生产能力平衡的最优化模型,讨论了模型的求解方法--混合启发式算法.经研究表明,该方法在流程型生产管理理论和实践方面具有一定的参考意义.     

浅析碰撞问题

碰撞过程中能量动量都守恒时,我们要求解速度,应联想能量动量方程组合求解。两物体有复杂的相互作用关系,整个过程能量动量都守恒,一个有初速度,一个没有初速度,相当于基本“碰撞”模型,快速解题     

基于CPM法的包装钢带排产模型与应用

针对包装钢带新旧两条生产线的实际情况,建立了混合型的包装钢带的最优产量模型,应用关键线路法(CPM)完成了产品的排序,采用LINGO语言进行了编程求解.计算实例表明该类方法适用于大规模制造型企业的产品加工排序问题.     

组合吸能机构的动力学分析

建立了组合吸收能量机构的力学模型,研究了组合吸能机构的破坏模式,分析了该机构的加速度-时间曲线,为机械碰撞情况的吸收能量应用提供求解思路。     

BIF型磁铁矿石冲击破碎特性的能量效应

为研究能量对条带硅铁建造(BIF型)磁铁矿石冲击破碎特性的影响规律,采用导杆式落锤冲击试验系统,对BIF型磁铁矿石进行直接冲击破碎试验,破碎作用更接近机械破碎。结果表明:降低冲击能、理论输入能、应变率或延长作用时间可提高能量效率,破碎动态强度与能量密度呈正比例关系,峰值应变随冲击能密度的增大线性增大,但不受吸收能密度的影响。落锤冲击破碎BIF型磁铁矿石的产品粒度具有分形特性,根据分形理论提出了适合计算产品粒度分形维数的方法,建立了能量与分形维数的关系模型,随着能量密度的增大,分形维数呈负指数函数增长。研究结果为BIF型磁铁矿石破碎能量与粒度控制提供理论依据。     

一种基于遗传算法的高频载荷识别方法

针对结构在高频载荷作用下模态密集,分析求解比较复杂的特点,提出一种基于遗传算法进行高频载荷识别的方法。运用统计能量法建立了高频载荷识别正模型并进行响应的求解。通过遗传算法反复调用统计能量模型,迭代运算实现高频载荷的反演。数值算例结果表明该方法收敛较快,反求精度高,可以用于高频载荷的快速准确识别。     

产品信息基因理论与先进制造系统：产品信息基因理论之一

本文分析了先进制造系统的特点及对机械产品信息标准化的要求,参照生物基因模式,提出产品信息基因的概念和产品信息基因理论的框架,包括:产品信息基因模型、产品信息基因的编码系统和产品信息的标准化,并对产品信息基因的生成环境进行了分析。     

基于能量法的G2连续的曲面过渡

提出一种基于能量法的G2连续过渡面的构造方法,着重分析过渡曲面能量优化模型的建立,边界约束、法矢方向一致约束以及主曲率相等约束的表达和处理。将过渡曲面的能量优化模型转化为非线性等式约束的二次数学规划问题,并运用Lagrange乘子法求解过渡曲面的能量优化模型。最后给出了应用该方法生成G2连续过渡曲面的几个实例。     

断裂基因转录原理在曲线锯形态设计中的应用

目的 为满足电动工具企业对品牌识别的需求,将生物学断裂基因转录原理应用到产品形态设计过程中以实现电动工具产品的迭代更新,加强产品的家族化特征和品牌识别性。方法 分析企业目标产品族的基本形态基因,利用平面绘图软件提取早期产品造型的轮廓线,形成该产品的形态基因图谱,基于断裂基因转录的剪接机制和电动工具迭代中形态基因筛减过程的相似之处,运用设计形态分析法和聚类分析将形态基因分为3类,即典型基因、次典型基因和一般基因,其中典型基因和次典型基因组合形成产品基因框架体。以产品基因框架体为基础,以形状文法为推演方法,基于建立的品牌特征识别的规则约束,创造出新产品的形态基因图谱以指导产品迭代,最后通过李克特量表对新旧形态基因图谱进行评估验证。结果 提出了基于断裂基因转录原理的迭代设计理论与方法,通过形状文法创造出具有家族识别特征的新形态基因图谱。结论 以东达品牌曲线锯设计为例,根据李克特量表的相关统计数据显示,新形态基因图谱优于旧形态基因图谱,验证了该方法的可行性。     

Structure-preserving space-time discretization of a mixed formulation for quasi-incompressible large strain elasticity in principal stretches

In this paper, we propose an energy and momentum consistent time-stepping scheme for nonlinear elastodynamics. The algorithm is based on a mixed Hu-Washizu–type variational principle that is inspired by the concept of polyconvexity and relies on a tensor cross product of second-order tensors. In addition, we introduce a new algorithmic stress formula in its eigenvalue representation to model the transient behavior of hyperelastic bodies of Ogden-type materials. Finally, several numerical examples show the superior performance of the proposed formulation in terms of numerical robustness and stability.     

机电集成静电谐波微马达转子面外自由振动分析

提出了一种基于静电驱动的新型谐波微马达,并描述了该微电机的基本工作原理,分析了进行转子面外动力学研究的必要性。基于传动系统的变形能、动能和电场能,利用Hamilton原理得出了转子面外自由振动平衡方程。然后,对两种不同的模态进行了求解,给出了系统自由振动频率的表达式,分析了系统参数对自由振动频率的影响规律。研究结果对于该马达的动力学性能设计以及工作参数的选择具有重要的指导意义。     

An inventory model with emergency orders under explicit energy cost considerations

The inventory model in this paper is targeted to production systems with constant production rates but underlying possibilities for undesirable circumstances to threaten the production schedule. The inventory policy proposed explicitly considers energy cost when determining optimal size for order quantity, safety stock and inventory cycle length such that the total expected cost per unit time is minimised. The results are compared to a traditional inventory policy that does not consider the direct impact of energy cost. An analysis of the model reveals three production environment characteristics in which inventory policies are most significantly affected by changes in energy cost: heavy product weight, high regular product demand or high emergency product demand. If any one of the three key factors increases, then changes of the inventory decisions or related logistics costs become more significant. The cost effectiveness of implementing the proposed inventory policy also becomes more significant as any one of the three key factors increase with respect to energy cost.     

基于功能相似矩阵的专利产品创新设计研究

目的研究专利文本信息获取产品特征,针对现有的专利群产品之间的相似性,建立一种新的产品创新设计模型。方法建立结构到功能的模型并将功能分为产品功能,外界功能和辅助功能三类;分析产品的功能模型,构建了两个相关联的专利产品的功能相似矩阵,通过判断其功能间的相似度去选择合适的创新原则。本文提出通过采用功能相似变换或功能替代的创新原则,获得最终的产品新方案。结果将其运用到酒类包装盒的创新设计中,构建两个相关联的酒类包装盒的功能相似矩阵,通过判断各功能之间的相似度并选择相应的创新原则设计了一种新型的酒类包装盒。结论通过对酒类包装盒的创新设计有效的验证了本文方法的有效性。     

菌丝体材料产品化设计研究

目的 通过菌丝体材料的产品化设计实践,探索其设计原则与设计思路。方法 介绍菌丝体材料的特性并根据特性分析材料的可应用范围,阐述菌丝体材料的产品化现状及价值,并以材料驱动设计和可持续设计中的产品生命周期原则为理论依据,提出菌丝体材料产品化设计原则及设计思路。结论 总结出菌丝体材料产品化设计三原则,分别是材料的可持续性发展原则、产品的功能性与美观性兼具原则、创新产品的多样性原则,设计思路包括:认知菌丝体材料的特性;提出菌丝体材料的愿景;进行菌丝体材料的加工;测试菌丝体产品的功能;设计菌丝体产品的应用;探索菌丝体产品的可持续性。根据此原则与思路完成菌丝体板材设计,为今后的菌丝体材料产品化设计提供指导。菌丝体材料的产品化设计既可以拓展菌丝体材料的应用范围,规范菌丝体材料的设计流程,又能实现菌丝体材料的可持续性创新发展,为社会带来深远的环境和经济价值。     

Large-scale synthesis and characterization of hexagonal prism-shaped SiC nanowires

Abundant hexagonal prism-shaped SiC nanowires were synthesized on graphite substrate via heating silicon in a graphite crucible. The products were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and selected area electron diffraction (SAED). The characterization first showed that the product was nanowires of beta-SiC with almost a perfect hexagonal cross section. The growth was determined along [111] direction. The six side surfaces look smooth under low magnification microscopy, but faceted at high magnification. Based on the characterization results, a formation mechanism combining vapor-solid (VS) growth mechanism and the lowest surface energy principle is proposed.     

可持续发展理念下的工业产品材料运用与工艺优化

工业产品在制造与使用过程中对能源与环境的可持续性利用,是现代工业产品开发必须考虑的重要因素。因此,产品的开发在材料运用中依据“减量、回收、再生”的原则来优化设计方案,在工艺过程中依据“低物耗、低能耗、低污染”的原则来配置加工工艺,由此建立起产品开发中的绿色设计方法,能有效缓解能源与环境危机。     

能量回馈式车辆主动悬架的可行性研究

通过对车辆被动悬架减振器的阻尼功耗的估算,及其与一个最优主动悬架能量需求的比较,分析了主动悬架设计中回收振动能量的潜力。在振动能量回收可行性分析基础上,提出了一个馈能式电动主动悬架设计方案,并介绍了其结构和工作原理。初步的研究分析表明,所提出的新结构及控制方法可为车辆振动的主动控制和能量回收提供新途径,也为未来电动车悬架系统的电动化提供了必要的设计依据。     

Computational structural mechanics and optimal control—the simulation of substructural chain theory to linear quadratic optimal control problems

The theory of optimal control and the theory of a substructural chain in static structural analysis are mutually simulated issues. From the minimum potential energy variational principle of the substructural chain, the generalized variational principle with two kinds of variables is derived first. By comparing that generalized variational principle with the variational principle in LQ control theory, the simulation relation is established. Based on that relation, the potential energy and mixed energy formulation of the algebraic Riccati equations are derived, then iterative algorithms are proposed which give the upper and lower bounds to the solution matrix. By using the solutions of the positive and negative co-ordinate algebraic Riccati equations, the canonical transformation matrices for the eigenproblems of the substructural chain and LQ control are constructed respectively, which reduce the eigenproblem to half-size. The properties of the solutions are analysed, which establishes the basis for expansion solutions.