基于遗传算法的移动机器人的一种路径规划方法

在考虑机器人及障碍物尺寸的条件下,将遗传算法用于针对运动目标的移动机器人动态避障路径规划,采用了两次寻优的办法规划最佳路径,并针对两次的遗传算法操作寻优过程,分别建立了严谨且简洁的适配值函数．仿真实验表明,本文提出的动态避障路径规划方法可实时、稳定地产生移动机器人的最佳规划路径．该方法也可用于智能机器人追踪移动目标的自动导航．     

摆动活齿减速器的双目标模糊稳健优化设计

将基于正交设计的稳健设计法应用于摆动活齿减速器的模糊优化设计，提出了摆动活齿减速器的模糊稳健优化设计方法。在考虑了影响摆动活齿传动的模糊因素的基础上，建立了以摆动活齿减速器的体积小、效率高为目标的双目标模糊稳健优化设计数学模型。对摆动活齿减速器进行了模糊稳健优化设计，应用模糊综合评判法对该优化设计的结果进行评判，得到了该减速器设计变量的稳健优化设计最优组合。     

墓于小波变换的随钻测试数据降噪方法研究

为消除随钻测试装置采集信号中的噪声,给工程人员提供准确的现场信息,提出了基于小波变换的方法对随钻测试数据进行降噪处理.首先,根据含噪声的随钻测试数据模型建立起小波变换降噪的基本流程.其次,在对含噪信号的小波变换特性分析的基础上,运用自相关函数对其在小波变换尺度空间中进行白噪声检验,确定小波最优分解层数.在分析对比小波降噪阈值的不同选取方式后,采用广义交又确认理论来计算最优降噪阈值,从而在对信号降噪的同时还最大程度地保留了信号的有效特征成分.最后给出了基于该方法小波变换的随钻测试数据降噪的详细步稼,对实侧的钻压和扭矩数据进行了小波降噪,取得了良好的降噪效果,为钻井工程后续分析提供了可靠的数据支撑.证明了本方法的优越性.     

基于BP神经网络的车身U形类冲压件成形回弹预测

基于MATLAB平台,将BP神经网络和数值模拟技术应用于冲压回弹预测中。采用三层BP神经网络建立基于变压边力的回弹预测数学模型,由正交实验法安排模拟实验组合,采用有限元软件进行冲压过程的数值模拟,并把端点处的Z向回弹量作为模型目标值。将模拟结果作为神经网络的输入样本对训练网络并建立网络知识源,得到了输入为工艺参数、输出为冲压回弹量的神经网络模型,并通过检验样本检验了ANN模型的准确性。实验表明：将神经网络与正交实验、数值模拟三者结合用于板料冲压参数优化可以明显缩短优化工艺参数的时间,提高工艺设计效率,同时在数值模拟实验次数一定的条件下,能获得比单纯使用正交实验和数值模拟方法更为精确的结果。     

基于遗传算法的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化设计

为了获得良好的啮合性能,无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数的选择是一个复杂而困难的问题.针对这一问题,建立了此蜗杆传动的一界、二界限曲线以及润滑角度和诱导法曲率方程;提出了一种在保证蜗杆刚度和强度的条件下,基于润滑角度和诱导法曲率等方程并利用道森(Dosen)公式建立多目标蜗杆优化设计函数的方法.根据优化函数的特点选用遗传算法对方程进行求解,得出了一组合理的优化设计参数,分析表明该组设计参数具有良好的啮合性能和润滑性能.该研究结果表明这种方法的有效性与可行性,且解决了无侧隙双滚子包络环面蜗杆设计参数尤其是滚子安装参数的优化选择问题,为进一步对该蜗杆的设计加工等研究提供了科学选择参数的方法,在推动该新型蜗杆的开发与研究方面具有重要意义.     

材料填充对滤波减速器啮合力与润滑特性的影响

为提高滤波减速器寿命,设计在齿上开槽,并在槽内填充紫铜、硬铝合金、尼龙1010、丁晴橡胶的新型结构。建立了滤波减速器在不同位置啮合的有限元模型,计算了不同填充材料齿轮在不同啮合位置的啮合力。在此基础上建立了考虑齿面粗糙度的滤波减速器混合润滑模型,分析了转速对不同填充材料滤波减速器润滑特性的影响。有限元模型计算结果表明：材料填充可以增加滤波减速器轮齿啮合对数,有效减小啮合力,齿面最大接触力随着填充材料弹性模量的减小而减小。润滑计算结果表明,材料填充可以增大齿面间平均油膜厚度,有效提高滤波减速器润滑性能。在转速小于1 500 r/min时,通过材料填充可以降低接触面积比,转速大于1 500 r/min时,材料填充对接触面积比的影响不明显;在啮入啮出点时,转速大于1 500 r/min时,材料填充可以降低滤波减速器齿面最大接触应力,转速小于1 500 r/min时,最大接触应力随填充材料弹性模量的变化规律不明显;节点啮合时,丁晴橡胶和尼龙1010可以显著降低齿面最大接触应力。     

增材制造技术粉床的数值模拟与分析

选择性激光烧结等增材制造工艺中粉床特性对成型工艺有重要影响。针对颗粒粒径分布类型和层厚等对粉床特性有影响的问题,通过分析增材制造技术中粉床填充过程,提出了一种基于离散元法的增材制造粉床的数值模拟分析方法,分析论述了不同粒径分布和不同层厚对粉床填充性能的影响。结果表明：单一粒径粉床和粒径高斯分布粉床的填充密度和平均配位系数均随着层厚的增大而增大,最后趋于稳定;单一粒径粉床和粒径高斯分布粉床的填充密度和平均配位系数在层厚为80μm和400μm时均大致相等,在其它层厚时,粒径高斯分布粉床的填充密度高于单一粒径粉床的填充密度,且差值随着层厚的增大先增大后减小;单一粒径粉床的平均配位系数高于粒径高斯分布粉床的平均配位系数,且差值随着层厚的增大先增大后减小。这些研究结果可为增材制造粉床颗粒粒径分布类型和层厚选取提供参考依据。     

产品设计方案总体性能评价模型及应用

产品设计方案的准确评价与决策对设计过程的成败至关重要。文中通过分析目前评价方法的特点,融合最小二乘法和可拓学理论,提出了一种面向产品设计方案总体性能评价模型。借助模糊层次分析法对指标权重进行确定;将多属性关联函数应用于不同评价特征指标的量化;建立权衡各评价指标的性能优度函数;并通过迭代积完成对产品设计方案总体性能的评价。最后,通过对槽轮机构的评价过程验证了该模型的有效性。     

基于知识融合的汽车后桥差速器齿轮结构优化

为更好的适应企业产品快速设计环境下FEA技术的开发与利用,从设计过程知识重用的角度出发,提出了一种基于知识融合技术的产品结构分析优化方法,通过在设计活动中引入动态分析仿真预制流程模板对所设计的产品进行最佳实践的仿真分析,实现结构有限元网格模型与分析计算的参数化,从而支持企业产品设计内部知识和被验证可重复的分析优化方法的可延续形积累。通过在汽车后桥差速器圆锥齿轮结构设计过程中的应用表明：此方法能够协助设计人员在产品开发过程中有效应用FEA技术,改善了设计方案中的应力集中、应力不合理分布与扩展状况,提高了齿轮基体的承载能力,减少了断裂失效的预期,促进了设计质量和设计效率的提高。     

放射治疗可变野准直器的研究与设计

在总结归纳了不同时期放射治疗设备准直器的设计和应用之后,分析了它们的优点以及不足,提出了可变野准直器。它是采用机电一体化和机器人技术原理设计而成,并模拟IMRT的方式进行准直器调强的验证。对提出的可变野准直器的原理和特点进行解释,对设计方案进行了详细阐述。该设备活动空间增大,改进了特殊部位肿瘤的治疗,成为先进放疗系统中最关键的部件之一。