基于ABAQUS的高温合金GH4169切削力仿真研究

为了研究镍基高温合金加工中切削用量对切削力的影响,课题组借助高温合金的材料本构模型、失效准则、切削过程中的切屑分离准则和摩擦模型,利用ABAQUS有限元分析软件建立了镍基高温合金的二维切削仿真模型,分别以切削速度、切削深度和进给量为单一变量,探究切削力的变化规律。结果表明：切削力随切削速度的增加而减小,并趋于稳定状态;切削力随着进给量和切削深度的增大而增大;相较于切削速度,进给量和切削深度对切削力的影响更大。     

畜禽垃圾螺旋挤压固液分离机优化设计

针对螺旋挤压机对不同类型畜禽垃圾挤压脱水效果不佳和挤压过程的指标不明确的问题,课题组采用间断螺旋结构对螺旋挤压固液分离机进行优化设计。以压力梯度和出料中水的质量分数作为挤压脱水过程的评价指标,选择螺杆转速、开合行程和入料中水的质量分数为影响因素进行正交实验,探究工艺参数对挤压和脱水效果的影响。结果表明：螺旋挤压脱水过程中对压力梯度影响由大到小为入料中水的质量分数、螺杆转速和开合行程,对出料中水的质量分数影响由大到小为螺杆转速、入料中水的质量分数和开合行程。压力梯度的大小能有效反映挤压过程的挤压和脱水效果,调整螺旋挤压机的螺杆转速和开合行程可适应不同类型的物料;在螺杆转速为25.00 r/min,开合行程为45.00 mm和入料中水的质量分数为84.00%时,螺旋挤压机能实现畜禽垃圾最佳挤压和脱水效果。     

考虑并行制造的云服务外购件供应商组合优选

云制造环境下,为解决并行结构下外购件供应商组合优选难的问题,在考虑并行制造的前提下,课题组以时间、成本、可靠性和灵活性为优化目标,构建了云服务多目标组合优选模型。提出了一种改进的非支配排序遗传算法（NSGA Ⅲ TS）对模型进行求解,该算法采用反向学习策略提高初始解的质量;而后使用融合邻域搜索（采用交换、反转和插入3种方式）和禁忌搜索算法的策略加强局部搜索,提高算法后期局部寻优能力;对得到的一系列优选供应商组合综合评价,在考虑实际需求的基础上为需求方选出了最优供应商组合及备选方案。通过实际案例验证了该模型的有效性和算法的可行性。     

波轮式洗衣机悬挂结构力学特性研究

针对目前波轮式洗衣机设计过程中,吊杆悬挂点高度的确定缺乏系统性讨论,课题组进行了相关力学特性研究并提出了吊杆悬挂点高度确定方法。求解洗衣机各类刚体动能表达式、总势能与广义悬挂力,应用Lagrange方程建立系统振动模型;基于MATLAB中建立的仿真模型,针对洗涤状态,分析吊杆悬挂点高度对弹簧压缩量、吊杆倾斜角等方面影响,确定了悬挂点最大高度;针对脱水状态,分析吊杆悬挂点高度对盛水桶上下振幅、临界频率等方面影响,确定了悬挂点最小高度。结果表明：通过对洗衣机不同工作状态的力学特性分析,可确定吊杆悬挂点高度选取范围。课题组的研究可快速确定吊杆悬挂点高度区间,提高设计效率。     

多自由度弧面分度凸轮机构动力学研究

为解决对真实的弧面分度凸轮机构进行动力学响应分析困难的问题,课题组建立了11自由度等效动力学模型来模拟弧面分度凸轮机构的实际情况。推导出有11个等式的动力学方程组,线性化处理后,得到时变线性系统的微分方程组;应用威尔逊 θ法对变系数微分方程进行求解,得出机构的固有频率,并对转速区间进行划分;分析了不同转速下机构载荷盘角加速度的动力学响应。结果表明：随着输入轴转速的不断提高,载荷盘的角加速度响应的增长趋势趋于显著。     

机器人技术基础课程改进措施探索与实践

机器人技术基础是面向机械电子工程专业与机器人工程专业培养方案中机电一体化能力培养的重要专业课程,能够有机地将机器人数理知识与工程实践联系到一起,具有理论与实践并举的特色。然而,经过该课程的实际教学活动,发现现有的课程教学方法与教学内容并不能很好地跟随机器人专业最前沿的发展轨迹,教学方法与教学内容需要进一步完善与改进。该文详细论述了机器人技术基础课程在实际教学中存在的问题,并对课程进行改进措施探索与实践。结果表明：所提出的改进措施很好地明晰了课程培养重点,能紧跟机器人前沿热点,提高了课程的趣味性,并使考核方式得到了合理优化。     

直书写打印的生鲜品质监测用温/湿度传感器

生鲜在运输和储存过程中有温度和湿度监测的需求,针对传统半导体传感器多感性、选择性差等缺点,课题组设计了一种基于石墨烯与氧化石墨烯（graphene oxide,GO）的温/湿度传感器,并采用直书写3D打印技术将其打印成型。对传感器在温/湿度变化环境下进行了性能研究和解耦分析。实验结果表明：石墨烯和氧化石墨烯分别对温度和湿度响应灵敏且互不干扰,并具有良好的稳定性和重复性,可以实现对运输及仓储环境中温度和湿度的实时、精准监控,降低生鲜的腐坏概率,保证产品质量。     

基于机器视觉的零件圆心距在线测量系统设计

为了实现精密零件尺寸在线检测的智能化与高精度,课题组设计了一种基于机器视觉的尺寸检测系统。该系统利用OpenCV实现算法设计,基于Canny边缘检测,结合Zernike矩实现亚像素边缘提取,利用最小二乘法实现圆心拟合。在QT平台上,基于OpenCV结合C++完成测量系统的界面开发。检测结果表明：该测量系统精度能达到0.01 mm,能够满足当前项目需求。该测量系统具有一定的工程实用性。     

线束自动加工生产线控制系统设计

为实现线束生产线的全自动化、无人化,提高生产效率,课题组设计了一条适用于新能源汽车高压线束的自动化生产线控制系统。首先,根据加工要求进行结构设计,实现全自动运行功能;其次,构建控制系统硬件平台并进行了控制系统的软件开发;最后,利用PCHMI工业组态控件设计人机交互界面,形成了以松下FP0HC32ET系列PLC为控制核心,可实现在线监控、故障处理、在线生产和生产工艺存储等功能为一体的自动控制系统。实验结果表明：该控制系统具有精度高、可靠性高、效率高和成本低的优点,可满足线束加工的控制需求,实现了生产线的无人化、自动化运行。     

基于海鸥算法的库区货位分配及优化研究

针对自动化立体仓库库区货位分配存在的出入库速度慢、货架稳定性差以及货品相关性低的问题,课题组提出了一种优化方法。首先,进行数学模型的搭建,为各目标函数分配权重,对比较重要的目标函数进行人为增量,提升目标函数的计算值敏感程度,达到自我分辨的目的;其次,通过引入非线性动态移动参数,提出一种改进的海鸥算法,并采用6种基准测试函数来验证改进算法的寻优能力。结果表明改进后的算法在精度以及寻优速度上都优于原始算法。该模型能够提升货物的出入库速度和货品相关性,保证货架稳定性,可有效提升立体仓库利用率。