机械产品方案设计过程的数字化研究

对于机械产品优化设计问题，由于涉及因素较多，在方案设计阶段很难作出正确决策。采用基于功能表面的零件结构表达技术，建立产品结构三级装配模型，通过产品结构力学计算模型的建立，可实现时产品结构性能的实时评价。根据评价结果对产品结构逐步试调整，直到对结构满意。实例应用证明文中的结构试调整方式是可行的，结构优化效率较高。     

基于响应面法和拓扑优化的四旋翼无人机机架结构优化研究

机架是四旋翼无人机的重要支撑结构，机架结构的强度和刚度直接影响飞行安全，机架结构的轻量化是实现无人机长续航、高效率的关键，机架结构的振动稳定性也是设计的重要考虑因素。基于响应面法和拓扑优化方法，对某型民用无人机机架结构进行了优化设计研究。首先建立数学模型，将优化问题转化为机架结构的质量和强度的双目标优化问题，采用响应面法对机架结构参数进行重新设计，寻找最优参数组合，再通过拓扑优化方法，在保证结构强度的同时，对新机架进行减重设计，最后，经优化设计后的新机架减重56.2%，并且结构材料分布合理，结构位移量小且各阶模态均不会发生共振，满足设计要求。     

基于Voronoi方法的梯度点阵结构力学性能的研究

通过设计不同梯度的结构，可提高点阵结构强度，改善其抗冲击、吸能减振等力学性能。利用Voronoi方法，在欧拉几何空间域内产生随机点，形成基本单元结构，并设定不同梯度单元结构的分布形式，最终生成具有不同梯度的点阵结构。共设计“向内”梯度和“向外”梯度两种形式，每种形式又分别设计了梯度等级为0.5、0.6、0.7、0.8和0.9共五个不同的点阵结构。当梯度等级为1时，是均匀点阵结构，即结构的梯度随等级变大逐渐呈现均匀化。利用Abaqus有限元分析软件对不同梯度的点阵结构进行压缩力学性能仿真分析。利用3D打印技术制备点阵结构，并进行力学压缩试验，验证有限元分析结果。有限元和压缩试验结果表明，与均匀点阵结构相比，具有梯度的点阵结构力学性能更好；在“向内”梯度点阵结构中，梯度等级为0.6的点阵结构力学性能最佳，具有很好的抗冲击和减振性能；“向外”梯度点阵结构中，梯度等级为0.8的点阵结构更有利于抵抗冲击力，起到吸能减振的作用；“向外”梯度点阵结构整体性能要优于“向内”梯度点阵结构。基于Voronoi方法设计的梯度点阵结构具有高强度、抗冲击和吸能减振等良好的力学性能，点阵结构的力学性能与梯度等级有...     

机械工业的结构效益

目前，国内外对于机械工业产业结构的分析，注重于产值结构、劳动结构、资金结构、组织结构、地区结构等方面的考察。为了研究机械工业产业结构调整的综合效益，从总体上分析产业结构变化的状况，简明地给出定量的结果，本文提出了机械工业结构效益指数的概念，并加以实际测算。     

立体车库钢结构失效模式分析简化模拟及失效准则

基本结构系统可靠性失效模式的概念，探讨立体停车库钢结构系统简化模拟方法，提出结构系统失效准则的合理性原则，即工程结构系统失效不能笼统地定义为结构系统蜕变为机构，而应定义为结构系统中某些关键元件失效后，整个结构系统失效去继续承载能力或完成规定功能的能力，本原则不仅适用于立体停车库钢结构系统，而且对于其它结构系统也具有理论与实际指导意义。     

复合材料结构在航空领域的故障及维修研究

复合材料结构综合性能良好，所以在航空领域应用日广，发生的故障也随之增多，未能采取合理的维修技术将给结构后续安全使用带来严重影响。在把握复合材料结构应用情况的基础上，根据结构损伤程度进行故障区分，针对表面损伤、结构分层、夹芯脱胶等不同故障提出相应的维修方法，为科学开展结构维修工作提供技术指导，希望能够增强结构在航空领域应用的安全性。     

齿轮系机构结构分解和型综合方法研究

通过对齿轮系机构结构分析，给出了齿轮系机构运动链结构的基本组成单元——基本结构链和基本结构补链，从而可以将任意齿轮系机构运动链分解成基本齿轮系单元运动链与一组有序的基本结构链和基本结构补链，实现齿轮系机构结构分解；如此对应，通过运用基本结构链与低级齿轮系机构上对应的基本结构补链的和运算，可得到更高一级齿轮系机构，实现齿轮系机构类型的综合与设计。     

规则孔型泡沫金属的设计制造研究

研究规则孔型泡沫金属的结构设计与制造方法，利用三维造型软件Unigraphics，对泡沫金属的结构进行预设计，并利用快速成型与电沉积技术制造出了具有规则孔型结构的泡沫金属。设计了4种不同的泡沫结构，并详细说明了金刚石型泡沫结构的设计及制造方法，分析了其结构参数。本研究设计制造的规则孔型结构的泡沫金属，各项结构参数可调可控，可以最大限度地发挥其使用潜能，获得理想的性能。     

智能材料与智能结构及其应用

介绍了智能结构的概念和智能材料的内容，阐述了智能结构的组成；传感器，致动器和控制器，说明了智能材料，智能结构的应用，并总结了国外智能结构研究应用的特点。     

焊接结构设计准则（四）

焊接结构设计准则（四）杨文彬（南京化工大学）１引言焊接结构是机械结构中最常见的形式之一，它有很多优点，例如，和铸造结构相比，焊接结构重量轻，结构设计自由度大；因不需制模，故制造周期短，成本低，小批量生产时，这一优点更为突出；和铆接、螺栓联接结构相比，...     

龙门起重机结构模态分析

在龙门起重机结构的设计过程中，首先考虑的是结构的静强度和刚度，其结果难免会使龙门起重机的局部结构存在不合理。龙门起重机结构振动特性的优劣对整个龙门起重机的性能有重要的影响。振动不但可能造成龙门起重机结构的疲劳破坏，还会产生共振和噪声。当所受激振力的频率与龙门起重机结构的某一固有频率接近时，就可能引起结构共振，产生较高的动应力，造成结构强度破坏或产生不允许的大变形，     

基于柔度矩阵和神经网络的结构损伤识别法

提出一种分步识别结构损伤的方法。首先利用测量模态参数建立结构柔度矩阵来确定结构损伤的大体位置，然后应用神经网络技术和结构的加速度响应对确定的损伤范围进行参数识别，根据识别的刚度值判别结构的损伤程度。通过一个8自由度结构的仿真计算表明，该方法稳定性好，计算精度高，对噪声具有很高的鲁棒性，在10％噪声情况下，应用神经网络技术能较精确地得到结构的损伤程度，显示了该方法对大型复杂结构进行损伤诊断的潜力。     

煤矿井下机器人结构设计

立足国情和实际，设计了一种全新结构的煤矿井下机器人，与常规结构的工业机器人相比，它的结构方式与工作过程都独具特色，使得本机器人结构简单，操作方便，适用性强，具有好的可靠性与维护性。     

基于信息熵的模糊随机桁架结构动力特性分析

考虑桁架结构同时具有模糊性和随机性，利用模糊熵和概率熵的概念，将结构的随机性和模糊性统一为结构的模糊性，将模糊随机结构转化为纯粹的模糊结构。利用模糊因子法和区间运算推导出结构固有频率的主值和最大、最小值的计算表达式。通过算例，分析结构物理参数和几何尺寸的模糊随机性对结构固有频率的影响，获得了一些有意义的结论。     

基于旋转内凹六边形的负泊松比结构力学性能研究

为提升负泊松比结构的力学性能，基于旋转刚体结构与内凹多边形结构的变形机理，将常规内凹六边形旋转一定角度，得到旋转内凹六边形负泊松比结构。首先，推导了该结构的相对密度、等效弹性模量、等效泊松比等等效性能的理论公式，并通过仿真计算加以验证。利用有限元软件LS-Dyna进行模拟计算，对比分析了旋转内凹六边形与常规内凹六边形在不同冲击速度下的动力学特性，讨论了旋转内凹六边形负泊松比结构的吸能特性与胞壁厚度、旋转角度、夹角等结构参数之间的关系。结果表明，该结构的名义应力-应变曲线具有多段平台应力特征，与同质量的常规结构相比，该结构平台应力段更长，能量吸收性能更优异。该研究为提升多胞结构的抗冲击动力学性能提供了思路。     

有隔板常压圆柱形容器的结构分析与设计

有隔板的圆柱形容器在实际生活中应用广泛，但《钢制焊接常压容器)JB／T4735-1997标准里没有这类结构，并且此结构的隔板不能用类比壁板的方法设计。文中结合某型水罐的设计，对有隔板容器的结构型式与各型式的特点进行分析，提出一种新型的筋板、加强圈、撑杆相结合的加强结构，此结构能显著提高结构的整体刚度，并且结构易于制造。     

基于节点增强的功能点阵设计方法

针对点阵的功能结构一体化设计问题，提出一种依据梁模型仿真结果增强点阵结构节点的设计方法。以齿轮为载体对辐板填充点阵结构，通过搭建的振动检测平台对点阵结构的功能性能进行验证。实验结果表明，相比质量相同的点阵结构，功能点阵结构的振幅降低20.90%，且承载能力提高30.00%。     

活塞压缩机曲柄轴改曲拐轴的力学分析

通过对活塞活塞压缩机的曲柄轴结构和曲拐轴结构的对比，对其受力关况进行了具体的理论分析，总结出曲拐结构的优越性，为曲拐结构代替曲柄结构所带来的优越性提供理论依据，并为进一步提高曲拐性能提供佐证。     

因次分析法在结构有限元分析中的应用

将因次分析法应用于结构的有限元分析中，求得模型和原型结构之间相似准则，并以结构的模态分析和谐响应分析为例，分析结构的相似关系，同时也验证了这种做法可行性。     

基于最终失效强度的层合板结构的鲁棒优化分析

采用有限元方法分析复合材料层合板结构的最终失效强度，并以此对结构进行优化和鲁棒优化分析。层合板结构同时承受面内和面外载荷，每个单层板考虑基体失效和纤维断裂两种失效模式。当某一单层失效后采用比率退化法计算结构新的刚度，然后重新进行结构分析，直到求得结构的最终失效强度。以纤维方向角和层合板厚度作为设计变量，最终失效强度为目标，对结构进行优化。在此基础上，考虑了层合板结构的鲁棒优化分析。