基于挤出式生物3D打印原理,在对现有凝胶打印工艺进行改进的基础上,研制了一台可将凝固液雾化的新型生物凝胶三维打印机。提出了该生物凝胶打印机电系统总体设计方案,并设计了基于ARM-Cortex-M4内核的嵌入式控制系统和机械结构中的主要部件。同时优化了供液系统,解决了凝固液喷洒不均和较大尺寸凝胶成型件连续打印时供液不足的问题。该生物凝胶打印机通用性较好,可对多种材料且空间结构复杂的凝胶件进行打印成型。经实例验证,该生物凝胶打印机成型精度较高,打印速度快,安全可靠。

切割是农业机械领域无法回避的重要作业环节,切割系统的性能直接影响到整机作业效率和作业质量。作为切割对象的农作物秸秆特性各异,难以表征,且与钢铁材料的机械特性显著不同,因此秸秆切割问题更为复杂。针对秸秆切割过程中存在的切割能耗高、切割质量不理想及刀具磨损严重等问题,从切割理论、一般切割过程、切割试验方法和主要研究结论四个方面对国内外研究进行了综合阐述。指出了目前切割研究中存在的问题,并提出了继续推进切割研究的相关建议。

为实现加工方法选择的智能化,减少加工方法选择过程中隐含的经验化知识带来的不确定性,将本体技术引入到加工方法的自动生成中。首先,构建加工方法生成层次化表示模型,并采用OWL DL断言表示模型层次间的约束关系;其次,根据加工方法选择中的概念和关系,构建加工方法生成本体模型,采用网络本体语言OWL2描述其结构化知识。然后,根据加工方法设计领域的专家知识,考虑几何特征约束条件,使用语义网规则语言(SWRL)构建加工方法自动生成的推理规则,构建加工方法自动生成知识库,推理得到最合理的加工方法。最后,通过定位套筒零件表面加工方法自动生成,展示该方法的工作过程,并验证了方法的有效性。

针对空气悬架系统模糊PID控制方法中参数选取存在局限性和难以选取的问题,利用遗传算法优秀的全局优化搜索能力和并行能力,提出了一种用遗传算法来优化模糊PID控制器参数的策略。采用遗传算法对空气悬架的模糊PID控制器参数进一步优化,比较优化前后模糊PID控制下的空气悬架性能指数值。结果表明,采用遗传算法优化的模糊PID控制空气悬架较传统模糊PID控制以及普通的空气悬架,能够减小车辆振动,提升空气悬架性能,改善车辆的平顺性与舒适性。

提出一种具有良好越障性能的直轮驱动式自适应管道机器人。首先建立机器人越障的动力学模型,并通过分析得出影响机器人越障的主要因素,然后对机器人通过环形障碍物的状态进行仿真分析,最后搭建实验平台,进行实验验证。研究表明该机器人能够稳定越过障碍,且满足设计要求;管道机器人的质心会一直保持在管道的中心轴线上,而相应的3个驱动部分的质心会呈120°对称分布管道中心轴线周围,机器人最大越障高度为6mm;越障时,机器人的电机转矩随越障高度的增大而增加,但实际电机转矩始终小于电机最大转矩。直轮驱动式自适应管道检测机器人能在内径(160~180)mm左右的管道中爬行,能够越过不高于6 mm的障碍,对管道检测机器人的设计与研究具有重要的参考价值。

针对电子设备工作时局部温度过高问题,提出了翅柱与流道相结合的结构设计。分别将平行四边形翅柱、沙漏型翅柱、双层平行四边形翅柱内置于流道中,保证相同的流道截面积、冷却液进口流量与温度,借助仿真软件ICEPAK分别对这三种液冷板的散热性能进行仿真分析,并利用试验来加以验证仿真结果的可靠性。结果表明三种优化后的冷板散热性能都优于常规通道冷板。其中,平行四边形翅柱冷板散热性能最差;双层平行四边形翅柱冷板散热性能最好,但流阻较大;沙漏型翅柱冷板散热性能适中,流阻明显小于前两者。

这里以某雷达T/R组件的液冷散热为研究对象,提出了一种新型两进两出U型微通道液冷冷板设计。在保证计算机模拟参数不变的条件下,利用ICEPAK数值模拟的方法,通过分析比较仿真结果,对原单层支流道的冷板进行结构优化,引入双层微通道支流道设计理念。同时,对这两种总体方案进行试验验证,试验结果与ICEPAK仿真结果基本一致。研究结果表明双层微通道流道的引入显著改善了冷板的散热性能;综合分析液冷板散热效果和进出口冷却液压差,最终选定双层梯形微通道流道设计方案。

介绍受复合载荷作用结构动力分析的背景和意义。从工程应用的角度,探讨温度与随机振动载荷作用下结构动态响应的有限元分析技术,包括对流边界条件下温度场的求解、热应力计算、预应力刚度矩阵的建立、响应功率谱分析等。然后以一种典型多层壳结构为研究对象,根据其在温振复合试验中的受试状态建立有限元模型。在此基础上,采用模态迭加方法和等效黏滞性小阻尼条件,计算复合载荷作用下的振动加速度响应,并与单一振动载荷作用结果进行对比,结果发现,由于环境温度的升高,结构的振动模态频率降低,而振动响应增大。分析结果可作为多层壳结构可靠性试验方法选取的参考依据。

智能型电缆测试系统采用单片机和工控机相结合的方案实现了1536个测试点之间导通和绝缘关系的测试。详细说明了基于单片机的硬件电路设计原理和工程应用方案。经实际测试，电缆测试系统达到了设计要求，大幅度提高了测试的效率和准确性。

工程机械由于作业条件艰苦、施工难度大等特点,其液压系统容易出现很多问题,同时维修难度高造成较大的成本支出.本文在工程机械液压系统分析的基础上,针对现实中经常出现的液压系统故障,提出了三个方面的改进措施.