零部件的轻量化对提升航空航天装备效能意义极大,传统的制造技术难于满足小批量多品种零件的轻量化制造需求,而增材制造技术的发展为航空航天零部件的个性化制造打开新局面。本文以某型航空发动机附件支架为例,研究其受载荷的应力和变形情况、分析其传力路径,采用构型拓扑化的思路结合增材制造工艺特点,按传力路径优化材料分布和结构设计。结果表明优化后减重22.6%,一阶固有频率提高到279.9Hz,满足指标要求。面向增材制造优化的支架满足轻量化、集成化、功能结构一体化要求,本文所述的设计思路具有推广和借鉴意义。

串联机械臂是一种融合机电液特征的连杆机构,针对复杂多变运行工况时运动稳定性能下降的缺陷,在串联机械臂运动系统结构和运动动力学模型基础上,对串联机械臂运动控制系统控制拓扑结构进行了重构,设计了基于强化学习算法的运动控制策略,通过在线标定优化相关参数,实现运动控制的稳定性,在构建的变工况运动控制试验台架中验证算法的可行性,实验结果表明,设计的强化学习算法能够有效的提升串联机械臂的运动稳定性。

结合定子永磁混合式步进电机和超强型混合式步进电机结构及性能优点,提出一种仅在定转子齿层放置永磁磁条的超强型齿层永磁混合式步进电机,具有定转子结构简单、转矩和功率密度高、电磁场二维分布、设计分析计算方便等特点。针对电机结构特征、运行原理及转矩提升机制进行理论分析。基于归一化分析方法和二维有限元计算,探究齿高、齿宽、齿距、气隙等齿层参数变化对空载反电势、定位转矩、输出转矩、转矩脉动、保持转矩等电机性能的影响规律,提出该类电机齿层参数优化设计准则。将同规格定子轭部永磁混合式步进电机、定子齿层永磁混合式步进电机与所提出的超强型齿层永磁混合式步进电机进行性能比较研究,验证了理论分析的正确性及新型电机结构性能的优越性。

应用拓扑学原理分析了叶顶相对间隙为0.036的涡轮直叶栅与正、反弯叶栅的壁面流谱,发现正弯叶片栅与直叶片、反弯叶片栅吸力面上半叶展的拓扑结构明显不同,探讨了差别形成的机理及其对相对漏气量与总流动损失的影响.

烟叶仓库的温湿度环境直接影响烟叶的自然醇化效果,为烟叶存放提供适宜的环境条件,已成为众多卷烟企业非常重视和关注的问题。针对基于有线的烟叶仓库温湿度监测系统中传感器放置位置不灵活、需要大量走线、监测效率低等情况,设计了一套基于ZigBee技术的无线传感器网络烟叶仓库温湿度监测系统方案。系统采用了ZigBee技术,利用MESH网状拓扑结构和2.4 GHz的射频收发无线模块;实现了传感器灵活布置,提高了烟叶仓库的温湿度环境参数的实时监测能力,为烟叶仓库的环境监测提供了一种新的途径。

机电液设备结构复杂、组件耦合性强,传统的故障诊断方法无法准确地实现故障定位和精细化分析,针对机电液设备的关键组件诊断,设定关键组件的故障诊断项,构建了机电液设备的智能化诊断拓扑结构,采用基于故障树分析方法的机电液设备故障诊断,利用模糊诊断算法实现设备的故障监测,通过搭建机电液设备的智能化故障诊断实验环境验证诊断策略的可靠性和准确性,实验结果表明设计的智能化诊断策略快速地提升机电液设备的诊断准确性和效率。

在考虑地脚支撑对整机性能影响的前提下,提出了一种确定机床整机优化目标、并基于拓扑分析与多目标尺寸分析对机床整机性能进行优化的方法。通过有限元仿真的方法对整机进行动静态特性分析,以识别整机动静态特性中的薄弱环节与易轻量化环节。选取床身结构为优化对象,首先通过仿真分析了地脚数量与结构固有频率的关系,对地脚支撑数量及其布局进行了优化。进而以地脚支撑优化结果作为床身结构优化的边界条件,基于元结构的多目标优化方法,确定了床身的拓扑结构及关键尺寸参数。结果表明,在整机质量减轻174kg的情况下,优化后的砂轮最大响应幅值减少25%以上,最大响应幅值对应的频率提高10%以上,验证了文中提出方法的有效性。

基于方位特征集（POC）理论,提出了一种串联机构拓扑结构的自动综合方法,对串联机构拓扑结构进行了数字建模,给出了自动综合步骤并做出人机交互界面。首先,用矩阵对串联机构进行数字化描述,然后,利用穷举法对运动副方位配置关系列举,用算法实现方位特征集自动求解,筛选出满足要求的机构,并设计出GUI人机交互界面。提出的自动综合方法具有普遍性的意义,综合出的机构具有完备性,为计算机对机械系统自动化分析提供方便,使自动化实现具有可操作性。

零件的表达模型是CAD／CAPP／CAM集成系统中信息传递和共享的关键，一个合理的模型对于系统集成至关重要。文中提出了一种基于制造特征的零件拓扑结构模型，论述了该模型建立的方法和过程，并详细说明了建模过程中的关键技术，最后以轴樊零件为例说明了系统建模功能的实现和应用，最终建模结果及应用效聚验证了该方案的合理性和有效性。

基于对控制系统的建模方法提出了面向液压系统数学模型的'灰箱'建模法.在对压滤机的液压控制系统重新设计的基础上利用'灰箱'建模理论建立了液压系统的数学模型运用Matlab中的Simulink软件包对该系统进行了动态特性数字仿真.实测和运行验证了改造后的液压系统工作可靠性与稳定性得到提高为改善压滤机液压控制系统性能奠定了良好的基础.