三维编织二级减速器箱体结构设计与性能分析

在分析三维五向编织纱线运动规律的基础上,将复合材料箱体设计为由编织底座和箱体壁两部分拼接的结构;在此基础上,得出了三维五向复合材料拼装箱体的编织和成型原理;根据编织原理和纱线运动规律,建立了拼装编织箱体的三维实体模型;对三维五向复合材料拼装箱体进行有限元分析,并通过应力和应变分析结果研究了编织复合材料箱体中基体和纤维的受力。在忽略摩擦、轴承等因素对系统影响的假设下,建立了考虑箱体两级齿轮传动系统的运动方程组,通过龙格-库塔法对两级齿轮传动系统进行数值分析,研究了激励对拼装编织系统动态特性的影响。

无动力髋关节助力外骨骼设计与分析

为了提高现有助力外骨骼人机协同性,基于人体运动步态试验数据采集,建立人体下肢逆运动学、逆动力学模型,分析了髋关节行走时的角度、力矩、动势能等参数;根据相关参数分析,进行储能元件选型和设计,提出了一种储能元件为变刚度弹簧的无动力髋关节助力外骨骼;利用Adams开展了人机耦合模拟试验,验证了所设计外骨骼的人机协同性。模拟结果表明,所设计的无动力髋关节助力外骨骼具有较好的人机协同性。之后,进行外骨骼实物加工,开展了外骨骼穿戴试验。试验结果表明,穿戴外骨骼后,髋关节力矩在步态周期内平均减少5.6%,做功平均减少6.25%。以此证明,无动力髋关节助力外骨骼对人体行走有积极的助力效果。

膝关节骨性关节炎人群康复机器人研究现状及发展趋势

随着社会老龄化的加快,膝关节骨性关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)发病趋于年轻化,其对社会和患者产生极大困扰。为有效抑制KOA病变,并对KOA关节置换术后康复提供辅助,各类运动支具和康复训练装置应运而生,其中,康复辅具在KOA人群的康复训练中发挥了重要作用。为更全面地研究康复机器人在KOA人群康复训练中的应用,在分析KOA人群不同发病阶段康复需求的基础上,综述了辅助下肢运动障碍人群进行康复训练的机器人在机构结构、控制等方面的研究现状;针对KOA人群的康复机器人关键技术进行了分析。这为未来KOA人群康复机器人的设计提供了理论依据。

2.5D编织复合材料齿轮性能仿真分析

三维角联锁(2.5D)是一种新型结构复合材料,不仅具有高比强度、比模量、抗分层能力及抗冲击损伤等优点,还克服了其他三维多向编织复合材料在复杂异型结构生产上的不足。在对2.5D浅交弯联单胞模型的构建和力学性能分析的基础上,将其应用于一对圆柱直齿齿轮,实现齿轮的高强度和减重需求。建立了齿轮的静力学和运动学分析模型,通过对其有限元分析来实现齿轮的优化设计。分别进行了静态和动态啮合进程分析,分析结果详细描述了齿轮啮合时接触强度和弯曲强度的变化,可为2.5D编织复合材料齿轮的减重及啮合特性分析提供借鉴。

复合材料齿轮弯曲强度仿真与试验研究

三维编织复合材料的性能与编织参数密切相关,为了研究碳纤维编织复合材料齿轮的弯曲性能及其与编织参数的关系,提出复合材料及齿轮弯曲性能预测模型。基于代表性体积单胞法和均质化思想建立复合材料的细观、宏观双尺度模型,采用体积平均法、借助有限元手段预测复合材料及齿轮的弯曲性能。并且,采用四步法编织及模压成型方法制备两对碳纤维编织复合材料齿轮,通过试验获得特定编织参数下复合材料及齿轮的弯曲性能。预测结果与试验结果吻合良好,验证了预测模型的准确性。最后,进行了多组编织参数下复合材料及齿轮弯曲性能的预测,得到了编织角和纤维体积分数对复合材料及齿轮弯曲性能的影响规律,并给出了使复合材料齿轮弯曲性能最佳的编织参数。

自动缝边设备模块化设计方法

产品生产制造规格的不断增加,导致零件品种繁多,带来了生产和后续新产品开发的困难,采用模块化设计思想,对现有零件进行科学有效地模块划分和再设计,可以有效解决这一问题。文中将产品分别从结构层面、功能层面、数据表示层面进行了模块划分;建立了两零件间的特征相似等级评价体系,得到了部件间的各层面相关性矩阵;给各层面配比对应的权重,得出两部件间的综合强度关系;制定了标准模块的评判原则,对相近模块对比分析之后,对标准模块进行设计,从而形成标准模块;最后,以自动缝边设备为例,对模块化设计方法进行验证。研究结果表明,该模块化设计方法很好地精简了模块数量,在一定程度上减少了设备研发和生产的成本,提高了新产品开发的设计效率。

文化创意产品的策略性设计与开发

近年来,中国文化创意产业发展越发强势,文化创意产品不断呈现出多样化。但受商业利益驱使,很多所谓的"文化创意产品"只是元素上流于表面的堆砌,缺乏对文化背后所隐含的观念、风俗等的挖掘,无法使用户与产品之间产生文化上的共鸣,不能实现较高的产品价值。鉴于此,在满足一定实用功能的基础上,文化创意产品的设计一定要根植于文化内核,运用合理的策略进行设计开发,从而在为社会创造经济效益的同时,还要承担着中国传统文化的创新和传承的重任。

复合材料齿轮的接触和弯曲应力分析

为了研究复合材料齿轮啮合过程的力学特性,提出了一种三维五向编织复合材料齿轮参数化设计方法,在考虑编织角、纤维束截面形状的基础上,采用有限元方法分析了复合材料单胞在细观尺度下的力学特性,并与试验测试结果进行了对比验证;在此基础上,基于均质化思想建立了复合材料与齿轮力学性能间的联系,进而构建了复合材料齿轮啮合有限元模型,并进行啮合过程仿真分析,获得了齿面接触应力、齿根弯曲应力、接触与弯曲疲劳危险点,以及加载条件与接触应力、弯曲应力的匹配关系,分析结果符合赫兹接触规律,为碳纤维三维编织复合材料及齿轮性能分析提供了理论支撑。

当代视觉传达设计的可持续发展探析

经济与科学技术的快速发展,促使视觉传达设计的表现形式更加多样化、个性化,运用范围和设计效果也得到了极大的扩展。在构筑绿色、和谐的生态文明浪潮中,视觉传达设计也应实现本身的可持续性,成为改善人与自然关系的一部分。视觉传达的可持续性不仅表现在设计本身所运用的材料、色彩、图形等上,还表现在设计凸显并传达给消费者的理念、文化、价值、责任上。结合当代发展状况,从基于信息化的视觉传达和基于低技术的视觉传达2个方面去探讨视觉传达的可持续性,为视觉传达设计在现实生活中应用的可持续性提供思路。