高性能液压缸的生产工艺柔性大,加工周期长,其生产属于典型的非标、单件小批量离散型制造模式,在设计和生产中难以优化和控制。针对液压缸生产企业在使用数字化设计和流程管控软件时软件集成度低和耦合度高的问题,设计了一种高性能液压缸数智化设计与制造平台。通过可重构中间件技术,该平台集成了AutoCAD、SolidWorks等软件接口,并在融合神经网络算法和多目标优化技术的同时,构建了图库、工时预测、柔性工艺规划等数字化设计和生产管控模块。该数智化设计与制造平台可以实现设计与制造过程的全生命周期管控,为制造企业实现数智化转型提供有力支撑。

为满足变工况和环境温度波动条件下精密机床各部位对温控系统的动态、差异化控制需求,提出一种精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略.首先,提出了差异化温控系统关键功能部件选型设计方法和温控能力主参数计算方法;其次,根据差异化温控系统高/低温油箱中油温测量值与目标值的差别,形成对两油箱温度的动态实时控制策略;再次,采用MATLAB软件开发出温控系统关键部件的选型设计模块和高/低温油箱温度控制仿真分析模块;最后,通过仿真模拟获取相关温度数据,并与同工况下的实验数据进行对比分析,验证所提出的差异化温控系统设计方法及控制策略的可行性和合理性.结果表明仿真分析模块可以较为切实地反映出实际工况下的温度整体变化情况和趋势.所提出的精密机床差异化温控系统的设计方法和控制策略具备一定的合理性和可行性,且具...

随着海洋无人系统的发展,自主式水下机器人（autonomous underwater vehicle,AUV）的自主布放和回收技术成为亟待突破的瓶颈技术。利用无人水面艇（unmanned surface vehicle,USV）回收AUV成为海洋无人系统协同作业的发展方向之一。目前国外一些研究机构提出的利用USV回收AUV的方案,成熟度都较低。为了实现USV自主回收AUV,设计了一种用于USV动态回收AUV的回收装置。该装置通过绳索连接固定在USV上的绞车,下方连接一个V形翼,用于维持其稳定性,以实现USV在航行中自主收放AUV。首先,介绍了国内外自主回收AUV的研究现状;然后,对回收装置的设计背景、结构形式以及稳定性进行了分析;最后,利用水动力分析软件CFX对AUV在水下对接的动态过程进行了水动力仿真,获得了回收装置在不同工况下对接时的阻力变化情况。通过数值仿真发现：对接过程中,AUV的摩擦阻力逐渐增大;当AUV接...

在结构中安装传统耗能器,能够获得较好的耗能效果,但地震时的耗散能量会使它变形过大而不能继续工作,在震后往往需要更换,修复成本较高;同时其构件也会发生不同程度的损伤,难以恢复到正常使用状态。针对普通耗能器的不足,设计了一种零初始索力自复位耗能器,它由传动装置、碟形弹簧复位装置和双剪型摩擦耗能装置组成。首先,介绍了复位装置和耗能装置的构造及该自复位耗能器工作原理,并建立其力学模型。其次,采用有限元软件ABAQUS建立该耗能器复位装置和耗能装置的有限元模型,对比分析俩装置的模拟滞回曲线与理论滞回曲线,结果表明模拟曲线与理论曲线吻合较好。恢复力曲线具有典型的胡克定律特征,表明该复位装置弹性较好,能够提供稳定的恢复力。然后,分别在4种工况下对摩擦耗能装置滑动摩擦力的理论值、模拟值及试验值进行对比分...

将稳定性问题引入传统变密度法中,可实现包含稳定性约束的平面模型结构拓扑优化.以单元相对密度为设计变量,结构柔度最小为目标函数,结构体积和失稳载荷因子为约束条件建立优化问题数学模型,提出了一种考虑结构稳定性的变密度拓扑优化方法.通过分析结构柔度、体积、失稳载荷因子对设计变量的灵敏度,并基于拉格朗日乘子法和KuhnGTucker条件,推导了优化问题的迭代准则.同时,利用基于约束条件的泰勒展开式求解优化准则中的拉格朗日乘子.通过推导平面四节点四边形单元几何刚度矩阵的显式表达式,得到了优化准则中的几何应变能.最后,通过算例对提出的方法进行了验证,并与不考虑稳定性的传统变密度拓扑优化方法进行对比,结果表明该方法能显著提高拓扑优化结果的稳定性.研究结果对细长受压结构的优化设计有重要指导意义,对结构的稳定性设...

圆管带式输送机是近年来受到广泛关注与应用的特种带式输送机。对圆管带式输送机结构设计与改进、设计计算方法、性能的理论研究与测试等进行了回顾;通过总结国内外圆管带式输送机实例和研究进展,分析了输送带宽度与管径的关系、输送带弯曲性能、运行阻力等方面的问题,梳理了圆管带式输送机的发展趋势。针对目前设计机理与输送带特性相关概念混淆的问题,从力学的角度明确了成形力、接触力（反弹力）、成槽性和横向弯曲刚度的关系,分析可知接触力包含输送带的重力,不能直接反映输送带的横向弯曲刚度,建议用成形力来表征输送带弯曲性能或横向弯曲刚度。根据实际应用和CEMA（Conveyor Equipment Manufacturers Association）推荐的输送带搭接宽度,指出了国内现行标准存在搭接宽度过大的问题,建议采用带宽管径比来表示带宽与管径的关系,并提出了...

针对X射线相位衬度CT(computed tomography,计算机断层扫描)成像的高分辨率、高稳定性要求,设计了大型精密转台。转台采用焊接结构和密珠轴系支撑,具有质量轻、阻力小、回转精度高的特点。介绍了转台轴系的结构设计和工艺路线,根据成像视野区允许的运动误差对轴系精度指标进行了分解。通过静态分析、惯性释放分析和模态分析研究了转台的静、动态性能并验证了其结构刚度的合理性,结合精度分析对轴系关键部件的几何误差进行了分配,误差综合结果满足指标要求。最后,对转台样机的轴系精度进行了检测,结果表明各项指标满足相位衬度成像要求。焊接结构的轻量化设计和轴系精度分析方法对大型转台轴系的研发具有一定的借鉴意义。

目前,大部分大型球罐内部定检、维修仍采用在球罐内部搭设满堂脚手架的方式,存在劳动强度大、检修周期长、安全性差、易造成罐体二次损伤等问题。为解决上述问题,设计了一种新的大型球罐内部检修工作台,该检修工作台由底部支承平台、中央支撑立柱、回转支撑平台、顶部回转平台和升降牵引装置构成,采用顶、底部双向牵引和顶部水平回转相结合的结构,保证载人工作篮能够快速运行并精确定位至球罐内壁所有检修工作点。载人工作篮、中央支撑立柱与上、下回转支撑臂共同构成平面四杆机构,保证载人工作篮在运动过程中始终保持水平。运用M ATLAB和ADAM S对该工作台主要结构进行了动、静力学仿真分析,验证了工作台设计的合理性,结果满足承载力、平稳性、安全性等设计性能指标的要求。该检修工作台结构简单,装卸方便,采用电力驱动,方便设备...

为确定平衡式两排轴向柱塞泵斜盘与柱塞组件间的匹配关系,理论分析了其斜盘斜面的受力状况,建立了平衡式两排轴向柱塞泵及其斜盘的仿真模型,得出了柱塞分布圆半径、柱塞直径、斜盘斜面倾角等对斜盘力矩的影响.结果表明：内排柱塞分布圆半径增大,斜盘合力矩减小,外排柱塞分布圆半径增大,斜盘合力矩增大,且外排柱塞分布圆半径对合力矩的影响远大于内排柱塞分布圆半径,减小内、外排柱塞分布圆半径差有利于减小合力矩;内排柱塞直径增大,合力矩减小,外排柱塞直径增大,合力矩增大,应尽量使内、外排柱塞直径尺寸接近.平衡式两排轴向柱塞泵斜盘合力轨迹呈类＂三角形＂,转折点少,方向突变性低,合力变化平缓,使得斜盘受力良好,运行更平稳,振动更小.研究结果可为平衡式双排柱塞泵斜盘的优化设计提供理论指导.

为了分析A11VO190恒功率轴向柱塞泵滑靴副的摩擦特性，建立了剩余压紧力滑靴的数学模型。在考虑由热膨胀引起的热楔力和由阶梯结构引起的动压效应的基础上，根据空间力系平衡原理，利用软件M atlab计算滑靴在排油区的动态特性，得到滑靴在斜盘不同位置的油膜厚度。在此基础上推导出滑靴副摩擦功率损失和泄漏功率损失的计算公式，并对比不同负载压力和主轴转速对油膜厚度和功率损失的影响。结果表明：负载压力增大，油膜厚度减小，功率损失增加；转速增大，油膜厚度增大，功率损失也随之增加。