基于云-TOPSIS-灰关联分析模型的产品服务系统方案评价技术

方案评价是产品服务系统设计的关键环节之一,评价结果的合理性对企业发展至关重要。基于最小平方和法,构建了云-TOPSIS-灰关联分析模型,对产品服务系统方案进行评价。引入云模型和相对偏好关系量化离散型指标,解决专家评价的模糊性和随机性问题。运用TOPSIS灰关联分析法确定正、负理想灰关联系数矩阵,集成指标权重和正、负理想灰关联系数矩阵建立正、负理想加权灰关联系数矩阵,兼顾了几何方案序列曲线的位置接近度和形状相似度。运用最小平方和法求解灰关联投影系数,确定方案排序。以某农业装备企业拖拉机产品服务系统方案评价为实例,验证了所提模型的科学性和可行性。

插齿机主运动机构的动平衡优化策略

在插齿过程中插齿机由于主运动机构动不平衡产生了不平衡惯性力,从而引起机床振动和噪声。为此,通过对插齿机主运动机构进行平衡分析,计算曲柄旋转一周的曲柄销与连杆的总不平衡量,采用积分求解和均值求解两种优化计算方法,以均方差作为评价指标制定优化策略。插齿机YKW51160主运动机构的平衡量优化实例计算表明,积分优化法与均值优化法计算的平衡块的不平衡量相近,相差不超过0.2 kg·m,积分优化后的不平衡量均方差为0.614,波动更小,减振效果更好。

车载液氢瓶绝热性能和可靠性试验研究

车载液氢储供系统作为燃料电池汽车的燃料系统,装载到汽车前,要经过一系列严格的测试试验。液氢瓶是车载液氢储供系统的关键装备。本文对车载液氢瓶进行了绝热性能和可靠性试验验证,具体包括蒸发试验、泄漏试验和真空失效试验。蒸发试验采用液氢介质,加注率90%,静置36h,测得日静态蒸发率为4.83%。泄漏试验采用正压气密方法,介质为氦气,试验压力为最高工作压力1.6MPa,采用涂液法进行检验,结果表明液氢瓶合格。真空失效试验在气瓶的真空夹层中充入绝对压力0.1MPa的氮气进行验证。本试验所采用的试验方法及试验结果可为今后车载液氢储供氢系统的开发优化以及性能试验验证提供参考。

金属桶生产线中凸轮运动规律曲线的优化设计

针对凸轮运动规律曲线优化设计中描述线型单一导致的优化幅度有限和普适性差的问题,提出一种将分段曲线应用于优化设计的方法,该分段曲线由七次多项式线型和傅里叶线型组成。利用凸轮机构的设计参数构建多项式型或傅里叶型运动规律曲线,在较优曲线周围以一定分度生成点阵解集;以整体跃度最小化为目标,通过蚁群算法从解集中选取最优位移约束点,确定各段曲线描述方式;将所有条件代入分段曲线模型,计算出最优凸轮运动规律曲线。该方法应用于金属桶提手成型装置优化设计的效果良好。以5组随机设计参数的凸轮机构为例,通过该运动学分析结果表明,相比单一线型,该方法可降低10%以上的整体跃度,并具有普适性。

犁刀混合机动轴密封失效原因分析与研究

针对犁刀混合机工作介质为粉末物料时动轴密封失效问题,根据动轴密封试验结果及动轴密封原理展开失效原因分析。结果表明,密封气体出口压力大于工作介质压力、密封气体出口压力沿圆周方向均匀性、气密封通道宽度尺寸b沿圆周方向均匀性等3个条件,是保证犁刀混合机动轴密封性能的关键。在此基础上,再采用理论计算及有限元仿真相结合的方法对动轴密封失效原因展开进一步分析,根据分析结果分别从动轴密封设计、制造角度提出了犁刀混合机动轴密封失效的解决方法;最后通过试验验证了解决方法的正确性。试验结果表明,在动轴密封密封气体出口压力、配气环等设计符合要求的情况下,气密封通道宽度尺寸b沿圆周方向的偏心量为0.1 mm时,其连续密封时间分别是偏心量为0.3,0.6 mm时的3倍、13倍,即通过降低气密封通道宽度尺寸b沿圆周方向的偏心量,对提高动轴密封装置的密封性能有显著效果。研究成果对犁刀混合机动轴密封设计及应用具有一定指导意义。

基于铣削加工仿真和现场数据的切削力系数挖掘方法

为提高切削力系数的辨识精度,提出了一种基于铣削加工仿真和现场数据的切削力系数挖掘方法。分别利用实验法和仿真分析法获得切削加工过程数据集。建立了基于刀具旋转周期的切削力系数挖掘方法,并将仿真数据作为数据挖掘的约束条件,分析了切削力系数的分布特性。研究结果表明:周期相关性切削力系数呈正态分布,可通过正态分布估计获得其准确数值。该方法可以有效地挖掘切削力系数,实现切削数据的准确转换。数据转换平均误差仅为3%,达到了实验标定效果,有效地提高了切削力系数辨识效率。

基于Pareto控制的多目标PSO算法在铣削参数优化中的应用

工艺参数是影响零件加工质量和效率的关键因素,工艺参数的优化和调节是改善加工工艺的最有效方法。针对铣削加工参数优化问题,提出了一种基于应用实例的多目标切削参数优化方法。首先,以材料去除率、切削力和刀具寿命为目标函数,建立了统一的切削工艺参数多目标优化数学模型。随后,使用切削数据对目标函数进行组合,建立了该问题的数学模型,研究了适用的求解方法以获得最优解,并通过实验验证了参数优化的有效性。该方法可为加工参数的选择提供指导和依据。

基于知识的齿轮减速器传动方案智能设计

为解决机械系统传动方案的综合评价及优化难以高效评判的问题,采用模糊层次分析法和遗传算法相结合的评价方式,获取适合机械系统的最佳传动方案,并通过齿轮减速器传动方案设计作为验证实例。基于模糊层次分析理论综合评价法确定权重及量化评价指标,通过遗传算法选择传动方案并对其进行评价,最后进行决策并输出最佳传动方案。通过该方法构建了齿轮减速器传动方案智能设计系统模型,通过对知识的获取、推理机制和控制策略输出传动方案的总体设计并对其进行优化决策,以输出符合要求的最优齿轮减速器传动方案。利用MATLAB图形用户界面设计框实现了基于知识的齿轮减速器传动方案智能优化与决策系统的设计开发,通过搭建优选系统建立了各模块之间的逻辑关系,实现了信息输入和方案输出的功能。以齿轮减速器的设计为例,通过验证和分析,能有效地对方案进行评价和优选,证实该系统的可用性、合理性。

产品族DNA设计在包装机械造型设计中的应用

探讨包装机械行业在数字化转型背景下的产品设计革新,研究如何通过产品族DNA设计理念其从单一设备到系列化、系统化转变,提升产品品牌形象与市场竞争力,为学科理论提供参考,促进印刷包装领域的工业设计发展。 方法:通过实例研究,阐述了其相关概念及国内外包装机械家族化设计的发展背景,分析了产品族DNA在包装机械设计中的设计价值,详尽挖掘并展示具有企业品牌特色的产品DNA设计在实际包装机械设计过程中的具体应用与实施策略。 结论:基于对产品族DNA在包装机械设计中应用的研究,总结了其设计流程与方法,深入探讨包装机械产品对于结构优化、品牌形象统一的构建理论。针对当下背景,提出包装机械工业设计在数字化转型浪潮中热点和趋势,以赢得更广阔的发展空间。

挖掘机工作原理及整机无动作故障检修方法

结合挖掘机工作原理,针对挖掘机出现的整车无动作典型故障现象,根据动力传递路线及其电液系统控制原理,按先易后难、先外后内、先电后液的排故原则,从先导安全开关、先导电磁阀、先导安全继电器、液压油、联轴器、主泵、先导泵、电磁阀组、先导管路等方面进行了详细的故障点剖析,为整机无动作故障检修提供方法指导。

依托机械原理课程,培养高阶思维能力

为适应未来社会发展的不确定性,依托核心课程,培养大学生分析、综合、评价等高阶思维能力变得尤为关键。相应地,与高阶思维能力相匹配的课程教学模式也应具有学生主体、教师主导,挑战性高、开放性强等特点。机械原理是一门技术基础课程,既具有数理及学科基础理论与方法的保障,也具备工程及专业实践项目的支撑,十分适合作为培养学生高阶思维能力的舞台。近年来,北京航空航天大学机械原理课程教学团队立足3个结合(即理论与实践结合、经典与前沿结合、科学与工程结合),从分析仿真、性能评价、创新设计3个层次挖潜机械原理课程中重要知识点的高阶思维训练元素,深入开展探究式、项目化等研究型教学,在提升学生的工程思维、科学思维及人文思维等多维度高阶思维的综合能力方面成效显著。

蜗杆传动蜗杆轴向力判定新方法教学实践

为实现机械设计基础课程的教学目标,激发学生学习兴趣,降低学习难度,创新教学方法,以有效解决蜗杆轴向力方向判定的问题,在蜗杆受力分析的基础上,由圆柱齿轮切向力方向判定出发,结合基于SolidWorks Motion软件的蜗杆旋转运动仿真,根据轮齿运动时序状态分析,确定轮齿的感觉运动方向,得出蜗杆轴向力与其感觉运动方向轴向分量相反的结论,最终提出了基于感觉运动的蜗杆轴向力方向判定方法,并通过了基于“左右手定则”的对比实例验证。将该方法应用到工业设计专业2017级、汽车服务工程专业2020级的教学当中,学生平均成绩相对于采用传统方法教学的行政班,优秀率提高,不及格人数减少,齿轮受力分析题的成绩有所提高,课程实践取得了良好的教学效果,研究为机械设计基础教学方法的创新提供了一定的参考。

工作空间分区的机器人非概率可靠性标定方法研究

全工作空间域的高精度定位是超大工作空间机器人实现全范围精密作业的关键。本文以提高机器人全工作空间域内参数标定的可靠性和空间适应性为目标,研究机器人自身诸多不确定性的非概率量化方法,分析不确定性参数在不同工作空间域对机器人末端定位精度的影响差异,依据定位精度非概率可靠度指标对全工作空间域分区,提出一种在工作空间分区框架下对机器人进行非概率可靠性标定的方法。实例表明,分区标定补偿后,x、y、z三个方向的误差区间的下界和上界平均值分别下降了40.16%、59.36%和59.08%、40.87%以及54.24%、33.98%,且补偿后的机器人响应速度快,运动过程中波动小,证明了本文方法在缩小全工作域内末端误差范围,提升机器人的绝对定位精度及标定的空间适应性方面的有效性。

产教融合背景下机械原理课程教学改革探索

产教融合在逐渐融入人才培养的全过程,课程是人才培养的逻辑起点,产教融合的关键在于产教融合型课程的建设。本文分析了机械原理课程特点和目前教学中存在的问题,探讨了产教融合背景下机械原理课程教学改革途径。阐述了基于机械原理课程内容多,理论性、关联性和工程实践性较强的特点,要学好本门课程需充分与工程实践相结合,借助企业资源开展协同育人,夯实学生课程理论知识基础,建设双师型师资队伍。论述了理论教学过程中,教师发挥好“大先生”的角色,知识点讲解过程中融入课程思政元素,以及分析了多元化课程评价方法,努力培养学生成为具备自主学习能力、创新能力、团队协作能力和职业素养的高素质综合性新工科人才。

“三双”教学设计的机械原理课程教学改革

根据武夷学院地方性、应用型本科院校的办学定位以及机械专业培养高素质工程技术人才的目标,机械原理课程构建基于“三双”教学设计,思创互融全过程培养创新型工匠人才的教学模式。将课程思政案例和专创融合案例(双案例)以“基因式”和“专题式”(双形式),融入到“大国工匠”和“创新中国”(双主题)的教学内容中。创建思创互融的线上自学与课外实践双平台,并基于双平台实施轻混合、理实一体的全过程育人教学组织,培养学生的爱国精神、工匠精神和创新精神。教学改革以来,课程思政育人成效明显,课程教学质量稳步提高,学生的专业素质显著提升。

复杂形体叶片磨削加工表面残余应力试验研究

研究复杂形体叶片试件退火前、后残余应力分布的特征规律。结果表明,真空退火去应力的处理方案可以显著降低叶片磨削加工后残余的压应力,并去除有害的残余拉应力。对于TC4钛合金,建议采用550℃真空退火工艺来去除复杂形体叶片抛磨后的残余应力。

学科竞赛促进本科生实践课程教学改革--以成都大学机械工程学院为例

随着国家实施创新发展战略和经济提质增效的升级,我国对具有创新能力人才的需求越来越高。机械专业建设和人才培养面临着很大的挑战和机遇。基于此,文章以成都大学机械工程学院为例,围绕机械类学科竞赛,提出以学科竞赛促进机械类实践课程教学改革,分析了实践教学与学科竞赛现存的问题,详尽论述了实践课程教学改革的路径,总结了教学改革的效果,提高了学生创新能力和综合素质。

基于PDMS的蘑菇状仿生黏附微阵列新型制造方法

受到自然界中壁虎和甲虫脚趾表面微纳纤毛结构的启发,本工作基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)提出了一种表面具有蘑菇状微阵列的仿生干黏附材料制造方法,通过进给实验装置对传统支柱状仿生干黏附材料进行“蘸取”,实现了表面蘑菇状微阵列的制造。蘑菇状仿生干黏附材料单根纤维的黏附面积为1.12×10^(-3)mm^(2),最大切向黏附强度为2.65 N/cm^(2),法向黏附强度为5.18 N/cm^(2)。与手工制造方式相比,黏附面积提升了33.74%,黏附强度最大分别提升了225%、280%。结合SEM图、光学显微图、黏附材料与黏附接触面的接触状态和黏着功进行黏附性能的理论分析。利用这一方法,蘑菇状仿生干黏附材料的黏着角减小,微阵列的末端直径、表面平整度、有效黏着功、黏附面积和柔顺性显著提升,材料能够更好地适应接触面,且具有较好的重复性,显著提高了材料的切向和法向黏附强度。本工作为蘑菇状仿生干黏附材料的制造提供了一种新思路。

太阳辐射表检定系统多维工作台的线性自抗扰优化控制

为提高多维工作台定位精度,提出一种线性自抗扰优化控制策略。根据多维工作台转臂机构机械结构特性建立数学模型并搭建控制系统。为补偿已知和未知扰动,将控制系统位置环引入线性自抗扰控制器,并加入混沌粒子群算法对控制器参数进行优化。最后进行仿真分析和实验验证。结果表明,线性自抗扰优化控制策略下的定位精度较传统比例积分控制策略和线性自抗扰控制策略分别提高约89.46%和76.33%。多维工作台转臂机构控制系统采用线性自抗扰优化策略,响应速度快,没有超调量,提高了多维工作台的定位精度,提高了太阳辐射表检定系统的使用性能。

恒力簧片自动铆接机龙门机构疲劳寿命优化设计

龙门机构的疲劳寿命对恒力簧片自动铆接机的工作效率和寿命有着重要的影响。课题组建立龙门机构的三维模型,结合有限元软件得到龙门机构的疲劳寿命分析结果为20089次,寿命较短,需要对其进行优化。选取龙门机构的关键区域,利用十字形焊接和三角形加固的方式进行优化设计。仿真结果表明,与优化前相比,优化后的龙门机构疲劳寿命由20089次提高到130910次,疲劳寿命显著增加。研究方法为恒力簧片自动铆接机的龙门机构提供了研究思路和数据支撑,缩短了设计研发周期,节约了成本。