基于FESA/TRIZ的机械产品创新设计方法

机械产品的设计一直注重于市场需求和产品功能的开发，随着科学和技术的发展，环境因素变得越来越重要。 提出一种基于功能一环境一结构分析( FESA)与TRIZ的机械产品创新设计方法，通过分析机械产品结构之间的功能要素 以及功能要素与环境要素的相互作用关系，确定机械产品中存在的问题。建立根原因模型图，寻找结构设计上的不足和 缺陷，利用TRIZ创新理论来实现机械产品的改进创新。通过污水处理系统的创新设计实例验证了该方法的可行性。     

溴化锂水溶液降膜吸收强化技术的实验研究

在吸收式制冷技术中，提高溴化锂水溶液吸收蒸汽效率的手段主要是采用高效传热传质元件和添加表面活性介质。本文主要研究竖直平板流降膜吸收中添加表面活性介质的强化吸收技术。选择一种典型的表面活性介质；2－乙基－己醇，研究在一定实验工况下加入活性介质后不同降膜雷诺数Re、溶液进口温度ts,i、吸收压力、活性介质浓度以及不同降膜长度试件下的吸收强化。     

可变形履带式机器人行走机构设计及运动仿真

针对移动机器人在非结构化地形环境中负载能力低、运动稳定性较差的问题,设计了一种可变形履带式机器人行走机构。该机器人采用4节履带构型,有效地增加了与地面的接触面积,从而提高了其运动稳定性。将椭圆形成原理应用于履带张紧机构的设计当中,采用双椭圆摆臂回转机构,设计可变形履带机器人模型。为了描绘机器人的越障性能,从运动学的角度分析了机器人在爬越台阶和跨越沟壑2种典型障碍的运动过程,并得出相应的越障极限参数。利用Adams建立仿真模型,对机器人的虚拟样机进行了动力学分析。仿真分析表明机器人能够翻越200 mm高的台阶和300 mm宽的障碍,并得出驱动机器人运动的力矩曲线图。本研究为后续改进及优化研究提供了参考。     

微型断路壳上料控制系统设计

针对微型断路器装配过程中存在生产效率低、一致性差等缺点,提出了基于PLC控制器的微型断路壳上料控制系统。课题组设计了上料控制系统的机械结构,介绍了上料机构的组成和连接方式;采用伺服电机实现上料机构的精确控制;设计了上料控制系统的硬件组成以及工作原理;采用以太网的通信方式提高数据的传输速率;设计了控制系统的上位机显示界面。控制系统运行结果表明,断路壳上料机运行稳定、结构简单、成本低,有效提高了整个装配生产线的装配效率。     

改进离散人工蜂群算法规划异形满版服饰图案切割路径

服饰图案切割路径规划是服饰图案自动切割技术的关键部分之一。文中用改进的离散人工蜂群算法实现了激 光切割系统对异形满版服饰图案的切割工艺路径规划优化。首先,把满版服饰图案激光切割路径规划转化为广义旅行 商问题求解,证明了路径规划转化成普通TSP问题比转化成第一类广义TSP问题更为有效,并给出了路径规划中“图案 始切割点”的优化选择方法。然后结合部分匹配交叉和启发式变异搜索方法的人工蜂群算法求解TSP问题,证明了与 A*算法及遗传算法相比,该方法更为优越。并且该方法已应用于激光切割机切割异形满版服饰图案路径规划的生产实 践,运行可靠,比未规划时的工艺路线平均提高效率33.7%。该方法提供了一种解决TSP问题的新方法,具有一定的理 论意义和价值     

基于高斯图的截面数据精确分段及重构

针对反求工程中截面重构时由于分段点提取不精确造成重构结果不理想的问题,提出一种分段点精确提取方 法。基于截面数据的法向量信息构建高斯图,将分段点确定在一个区间内,根据区间端点将截面数据分为不同的特征 段;优先重构直线特征,再根据约束重构自由特征,并在自由特征重构过程中建立动态搜索模型,用二次插值法动态搜索 精确分段点。实验表明该方法提高了分段点的提取精度和截面重构的精度,重构的结果很好地还原了产品模型的初始 设计意图。     

基于G1连续的圆弧与B样条分段区间确定及重构方法

在逆向工程中,截面曲线重构质量的高低决定了能否更好地反映物体的初始设计意图。高精度分段点的提取则 是提高重构质量的关键。针对圆弧与B样条曲线重构过程中,无法确定分段点所在区间问题,提出了圆弧与B样条线 性化处理方法,并结合基于数理统计原理的分段点区间确定办法和基于黄金分割法的重构方法,提取了圆弧与B样条间 的高精度分段点。实例证明该方法能在现存数据之间搜寻精度更高的分段点。该方法有效地解决了圆弧与B样条高精 度分段点提取问题。     

基于灰色系统的小型精密机床热误差模型

为减少热误差对数控机床加工精度的影响,文章利用灰色系统研究热误差建模。初步分析机床热源后,应用灰 色关联度分析结合模糊分类方法优化得到13组关键温度测点,结合小型精密五轴机床处于实际加工状态时的实验数 据,应用GM(I,N)灰色结构进行建模。将实际数据与拟合数据进行对比分析,结果表明此灰色系统模型具有计算方法 成熟、鲁棒性强的特点,适用于机床热误差研究。     

模具钢干铣削试验及参数优化研究

为了对铣削力做进一步的研究,以及预测铣削参数的改变对铣削力变化的影响,文章建立了铣削力预测模型,引 入了PSO优化算法。试验采用正交设计方法,干式铣削SKD61模具钢;KISTLER测力仪测量铣削力;HRsoft_DW数采软 件采集试验数据,并对数据进行极差分析。研究结果表明每齿进给量是铣削参数中影响铣削力最为主要的因素。研究 验证了PSO算法对铣削参数优化问题具有有效性。     

金属辐射板冬季供热性能实验研究

为研究金属辐射板冬季供热特性，搭建了金属辐射板测试系统实验台。采用改变进水温度以及环境温度的方法，对单块金属辐射板换热能力进行了测试。研究结果表明：进水温度由36 ℃升高到40 ℃后，金属辐射板表面平均温度上升了3.35 ℃，平均供热量提高了25.29%；环境温度由18 ℃升高到22 ℃后，金属辐射板表面平均温度升高了0.22 ℃，平均供热量降低了17.76%。该金属辐射板冬季供热时，适当提高进水温度，供热效果更佳。