简述了强度数字孪生模型,并分析了强度数字孪生技术作用于产品全生命周期的过程。为把强度数字孪生技术贯穿于产品的全生命周期过程中,提出了一种强度数字孪生技术与增材制造技术和拓扑结构优化技术相结合的方法,介绍了强度数字孪生技术在产品设计、产品制造和产品服务中的运用,最后对强度数字孪生技术的发展趋势进行了展望。

在掘进过程中,刀具的选型对全断面隧道掘进机的施工效果有着决定性的影响。以某全断面隧道掘进机使用的刀具为研究对象,建立滚刀破岩有限元侵彻模型,确定滚刀刀圈在不同条件下的应力。以刀圈直径和滚刀破岩贯入度为变量,对滚刀破岩模型进行有限元分析,得到了不同条件下的刀圈应力图,验证了目标滚刀的可靠性。对比分析得出该全断面隧道掘进机工作环境下滚刀破岩的最优参数选择,为全断面隧道掘进机的刀具选型提供参考。

为提高轻质挤压墙板生产效率,提出了基于Plant Simulation的轻质挤压墙板生产线优化设计方法。分析了轻质挤压墙板生产线的工艺流程,建立了轻质挤压墙板生产线仿真模型,采取增加布料工位加工时间的措施以优化设备利用率、阻塞率等指标,从而提高生产瓶颈工位效率。通过遗传算法优化生产计划序列,缩短加工时间。最后通过实例验证了该方法的可行性和有效性。

针对产品装配序列规划所面临的自动化和智能化不足、人工干预较多等问题,结合人工神经网络等智能算法,设计了一种基于反向传播(BP)神经网络的产品装配序列规划方法。首先使用装配参数信息表表达装配体零件信息与装配序列的映射关系,建立BP神经网络模型,进行神经网络训练并推理产品装配序列;然后利用子装配体识别算法进行子装配体划分,降低装配序列求解难度,实现基于子装配体识别的装配序列优化。最后分别以蜗杆减速器与圆柱齿轮减速器作为训练样本和验证样本,验证了所提方法的有效性。

为了研究高速电梯轿厢的气动外形设计对气动噪声的影响,采用Transition k-kl-omega模型分析了3种轿厢外形与气动噪声的关系,研究了高速电梯轿厢及其上下两端分别安装锥形整流罩和拱形整流罩时,轿厢周围流场与气动噪声特性以及整流罩对轿厢气动噪声的影响。利用Fluent软件对轿厢高速运行产生的流场进行了仿真,获得了轿厢表面的空气流速和静压力。仿真结果表明拱形整流罩相比于锥形整流罩气动性能好,风噪消减效果更显著,同时,给出了整流罩拱顶高度的优化值,为高速电梯整流罩的设计提供了有益参考。

传统液压阀集成块的内部流道是先通过铸造成型、再通过机加工的方法交叉钻孔而成,导致流道压力局部损失大、轻量化不足。利用FLUENT仿真软件结合轻量化设计原则,对液压阀集成块结构进行分析,对提取出来的液压阀集成块流道进行优化,设计适当的壁厚,并基于FLUENT仿真软件对流场强度进行计算,可为液压阀集成块的产品优化设计和加工提供参考。

在节流阀出口节流调速系统中,负载的变化特别是阶跃变化,液压缸两腔压力会发生动态变化,使活塞（杆）的速度产生波动,甚至引起系统中液压元件损坏,影响液压系统的正常工作。以负载作为输入,液压缸有杆腔和无杆腔压力作为输出分别建立系统的数学模型,得到了液压缸两腔压力超调量的变化规律,并利用压力传感器测量了压力超调量的变化,通过试验对理论分析进行了验证,试验数据与理论分析相吻合,利用系统液压缸两腔压力动态变化规律,修正了液压元件主参数（额定压力）选择的计算公式,为系统设计以及元件参数选择提供依据。

以调速阀进口节流调速系统为例,建立以负载作为输入,液压缸无杆腔压力作为输出的系统数学模型,将系统简化为稳定的二阶系统,得到了液压缸无杆腔压力超调量的变化规律。利用压力传感器测量液压缸无杆腔压力变化,特别是压力超调量的变化,对理论推导和分析所得结论进行了试验验证。

在进口节流调速系统中,负载的变化特别是阶跃变化,液压缸两腔压力会发生动态变化,甚至还会引起系统中液压元件损坏,影响液压系统的正常工作.以节流阀进口节流调速系统为例,建立以负载作为输入,液压缸无杆腔压力作为输出的系统数学模型,得到了液压缸无杆腔压力超调量的变化规律,并对理论推导与分析进行了试验验证,修正了液压元件主参数（额定压力）选择的计算公式,为系统设计以及元件参数选择提供依据.

针对负载变化时旁路节流调速回路存在的液压缸输出前冲和液压缸进油腔压力冲击的问题采用理论分析与试验研究相结合的方法研究了调速阀式旁路节流调速系统参数变化对系统动态特性的影响.建立了旁路串接调速阀的节流调速系统动态特性的理论模型并进行了相应的试验研究试验数据分析结果与理论分析相吻合为此类型回路系统设计提供了参考依据.