针对电容层析成像技术的图像重建问题,提出了在拉普拉斯变换下重构信号的1范数正则化方法。首先,证明了在有限元三角网格的离散计算中,FOT(first-order Tikhonov)正则化的转换矩阵等同于使用余切值表示的拉普拉斯转换矩阵,在一定程度上体现了总变差算法与拉普拉斯稀疏约束算法之间的相关性,为三角网格下的图像重建提供了一种合理、简便的正则化方法。然后,选择Split-Bregman算法解决拉普拉斯1范数正则化约束的电容层析成像逆问题。最后,通过比较4种典型流型实验数据在4种不同重建图像算法下的图像质量,验证了拉普拉斯1范数约束算法的有效性。

为了改善传统磨床传动式电机与角接触球轴承导致的加工精度低、拆卸加工困难等问题,采用动静压轴承和永磁同步电机对其结构进行改进,利用有限元对该主轴进行分析得出主轴的最大形变量为0.0020383mm,由此通过改进可以减小主轴的最大形变量,说明结构改进合理。首先,利用ANSYS对电主轴进行建模与静力学分析,其次,为了验证该电主轴的结构是否可靠,确定设计参数及可靠性评估参数,同时根据中心组合法产生样本并利用MATLAB进行响应面的拟合。根据拉丁超立方抽样,对响应面进行10000次抽样,利用MATLAB得出可靠性评估参数的分布特征,运算出可靠性为97%,证明了该电主轴结构有很高的的可靠性。

针对机械通气过程中监测肺局部信息的缺失,提出一种基于电阻抗断层成像传感器的机械通气控制系统。首先建立与肺部横截面面积相关且同时包含呼气末信息的肺部模型。接着设计模糊PID控制器,将呼吸过程中的肺部变化作为机械通气仿真平台的输入,相比传统PID算法,模型响应与期望值基本吻合。最后通过试验得出平台压与呼气末正压误差稳定在0.5%,验证了风机能够稳定地跟踪EIT重建图像面积变化参数,表明EIT图像信息作为机械通气过程控制参数的可行性。

基于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT)的齿面方程,利用齿轮啮合原理进行啮合过程中的齿面接触分析,得到VH-CATT齿轮副凹、凸齿面啮合过程中各啮合点的位置分布。根据齿轮几何学原理,推导出VH-CATT齿轮副凹、凸齿面各啮合点处的主曲率、卷吸速度等弹流润滑重要参数的计算公式。采用Downson-Higginson最小油膜厚度模型进行VH-CATT啮合过程弹流润滑最小油膜厚度分析,得到齿轮副在不同齿轮设计参数下啮合过程中弹流润滑最小油膜厚度的变化规律。理论分析表明,VH-CATT主动轮(凹齿面)齿根处与从动轮(凸齿面)齿顶处润滑情况最差,此处最易出现齿面摩擦磨损失效;输入转速增加,最小油膜厚度大幅增加,润滑性能得到提升;输入载荷增加,最小油膜厚度略微减小,齿轮具有抗冲击载荷的特性;压力角增加,最小油膜厚度增加,润滑性能与承载能力得到提升;齿线半径增加,...

为研究变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度,根据成型原理,得到变双曲圆弧齿轮齿面方程,建立其精确三维模型。基于变双曲圆弧齿线齿轮加载接触有限元分析原理,研究变双曲圆弧齿线齿轮啮合刚度计算方法。应用有限元软件构建出一对齿轮有限元模型,提取齿面综合弹性变形量,由转矩公式计算得到齿面法向接触力,经计算得到单齿啮合刚度和双齿综合啮合刚度。结果表明,单齿啮合刚度曲线随着主动轮转角增大,刚度呈现先增大后减小的变化趋势。分析不同载荷对啮合刚度曲线的影响,结果表明,刚度曲线峰值随着载荷增大而不断增大,且载荷对双齿综合啮合刚度曲线峰值影响更为明显。分析不同齿线半径对啮合刚度曲线的影响,结果表明,随着齿线半径增大,刚度曲线峰值呈现逐渐减小的趋势,单双齿啮合区域刚度差变小。

富硅镁冶金镍渣是一种具有潜在火山灰活性的固体废弃物,可通过超细硅灰改性激发潜在活性,使其在硅酸盐水泥中火山灰反应充分,形成致密的网络状C-S-H凝胶,针刺状AFt等水化产物。抗压强度、粒度分布、比表面积、水化热、孔径分布、TG-DSC、SEM等宏观及微观测试表明,熟料∶镍渣∶硅灰∶石膏=85%∶5%∶5%∶5%体系的28d抗压强度可达67.1MPa,较空白样高近7MPa;水化诱导前期放热量峰值为0.19379J/g,水化加速期放热量峰值为0.25262J/g;体系1的28d水化试样粉末2~50nm细孔所占比例为51%,可明显观察到C-S-H凝胶,AFt等水化产物。

搭建了气动人工肌肉静态测试平台,在0.1~0.8 MPa气压下进行多次测量试验,对气动人工肌肉进行特性分析,根据理论模型和测试数据建立了数学模型,模型求解精度较好。考虑外负载、气源气压和系统摩擦等因素对数学模型的影响,结合RBF网络的快速学习能力设计了一种基于RBF网络的PID控制策略。在外负载50~200 N的条件下,搭建了气动人工肌肉动态测试平台并进行了多组位置控制试验。结果表明,传统PID控制只能在一定的外负载范围内实现较好的位置控制,基于RBF网络的PID控制能自适应调整PID参数,且响应速度快,调节时间短,超调量小,能更好地补偿其数学模型误差并实现精确的位置控制。

叶片密封温度场的分布对叶片式液压摆动油缸的稳定运行有重大的影响。基于有限单元法,以摆动液压缸定子叶片密封为研究对象,建立了叶片密封二维平面温度场数值模型,运用MATLAB求解温度场数学的模型。求解获得了叶片密封在摩擦生热和机械滞后生热同时作用下其温度场的分布。数值分析结果表明在摩擦生热和机械滞后生热两种热源的同时作用下,叶片密封有较高的温度场,温度较高的区域主要集中在叶片密封与转子接触中心区域。

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT)是一种将圆弧齿线运用于齿轮齿线上的新型齿轮。由于缺少专用的加工机床,导致加工时其切削参数的调整较为复杂。为解决这个问题,根据其啮合原理及加工过程,利用ABAQUS对其切削加工过程进行模拟仿真;利用得到的数据,根据正交试验方法建立切削力的预测模型。利用鲸鱼算法,建立以加工效率与较小切削力为目标的函数优化模型,并通过加权求和法与归一化处理将它转化为单目标函数优化模型,通过鲸鱼算法得到优化后的切削参数。结果表明:所提出的单目标函数优化模型能够很好地对切削参数进行选定优化,以得到更好的加工效果;优化后的切削参数为主轴转速n=189.3 r/min,每齿进给量fx=0.046 mm,切削深度ap=1.89 mm。

针对长度不限、宽度固定的卷材的直冲圆形件下料问题,采用自适应遗传模拟退火算法（adaptive genetic simulatecl annearling algorithm,AGSA）优化毛坯序列,并采用最佳位置（best location position,BLP）算法决定毛坯放置位置。在遗传算法的基础上,引入环形交叉策略和自适应交叉变异概率,有效地提高收敛速度。将模拟退火算法与遗传算法结合,通过退温机制更改接受概率,避免遗传算法陷入局部最优解导致早熟。实验结果表明：本文提出的算法计算时间合理,能有效提高收敛速度和材料利用率。