水下控制模块安装工具结构设计与对接精度分析

水下控制模块是水下生产系统的关键部件,针对水下控制模块在水下如何精准、高效、安全地实现回收和再安装工作的问题,本文设计了一种水下控制模块安装工具。对此安装工具进行了机械结构的设计,将安装工具各部分结构在工作过程中的作用进行了介绍。针对安装工具能够顺利完成水下控制模块的安装,基于安装工具各部分结构对接精度关系分析,通过数学建模与仿真分析,得到影响水下控制模块安装精度的原因,设计合理的安装精度参数。将仿真分析得到的数据与设计参数相比较,可证明水下控制模块的结构设计能满足水下控制模块的对接定位精度要求。结果表明:各精度参数满足水下控制模块安装工具设计要求,在此设计参数下安装工具能够完成水下控制模块的精确安装。

人体下肢康复装置的结构设计及运动学分析

介绍了一种基于平面五杆机构的人体下肢康复装置,旨在满足术后卧床的卒中患者的早、中、后期的下肢康复训练需求。该装置具有简单可靠的特点,可以在床尾侧放置或随患者行走移动。装置主要由下部移动平台、手动升降组件、上部动力传动机构及左、右训练机构组成,并在踝、膝关节通用的关节支架上附有传感器,患者的运动信息可以被实时采集和反馈。运动学分析及Adams软件仿真结果表明,调整该装置双曲柄的初始相位,可以改变关节点的运动轨迹,得到不同运动模式下人体下肢关节运动的范围,达到卧式训练及行走训练的目的,从而满足患者不同康复阶段的训练需求。

基于双DMD的红外场景投影仪的结构设计及有限元分析

红外场景投影仪能够模拟多种类型的目标与背景,对光电探测系统进行动态测试评估。为提高中波红外场景投影仪帧频速度和灰度等级,提出了一种基于双DMD (数字微反射器件)的设计方案。根据光学系统的特点及中波红外投影仪使用环境,对总体结构进行选型。根据投影仪的使用环境要求,对其进行有限元分析,结论表明力学性能满足指标要求。投影仪的测试结果表明此系统完全满足指标要求。Infrared scene projector can simulate multiple types of targets and backgrounds, which can evaluate dynamic test of photoelectric detection systems. In order to improve the frame rate and the grey level of the midwave (MWIR) scene projector, the design scheme based on dual-DMD (Digital micro-mirror device) is presented. The overall structure is selected according to the characteristic of optical system and operational environment of the midwave (MWIR) scene projector. The finite element analysis of the system is carried out according to operating environment requirements, which results show that the mechanical properties meet the specification. The results of the testing for the projector illustrate that the performances of the optical systems meet the specifications of the infrared scene projector.

建筑结构设计中控制裂缝的措施分析

在建筑结构设计中,裂缝控制是一个非常重要的环节。裂缝的出现不仅会影响建筑物的美观,更重要的是会影响其结构和安全性。因此,如何有效地控制建筑结构中的裂缝成为了一个值得研究的课题。本文从建筑结构设计中裂缝的类型与成因出发,探讨了控制裂缝的措施。通过优化结构设计、材料选择与施工过程管理与监控以及考虑环境因素等手段,综合控制裂缝的产生和发展。通过分析,本文总结了控制裂缝的措施在实际工程中的应用效果,为建筑结构设计提供了有益的参考。

高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析

在中国经济日益发展的今天,建筑行业发展进程加快,大大提高了人民群众的生活水平。高层建筑工程项目数量不断增加,建筑功能、建筑外观、住房类型也越来越多样化和个性化。在这样的大背景之下,鳞次栉比的城市高层建筑应运而生。高层建筑从高度上表现出来的特点来看,结构受力上比一般建筑要复杂得多。高层建筑受到自身自重荷载,水平风荷载及地震作用等侧向荷载作用比较大,有必要对高层建筑设计过程中的许多概念与内容展开深入的研究与分析讨论。本文将结合工程实际,对高层建筑结构设计不规则问题进行简单分析,并在此基础上深入探讨其抗震方法。

风速可调的地空一体化风力灭火遥控机结构设计与性能分析

风力灭火遥控机作为地面灭火装备的一种创新形式,具备机动性强、远程操作、快速响应等特点,能够在复杂的火情环境中灵活作业,大大提高了灭火效率和安全性。为探讨风力灭火遥控机在应对森林和草原地表火灾地空一体化监测系统中的角色与作用,对风力灭火遥控机进行结构设计,分析旋转开合结构的安装位置和开口大小对出口风速的影响。利用Fluent软件对风力灭火筒进行流体仿真,结合Design Expert软件对仿真数据进行处理,建立了位置S和开口大小d对出口平均风速和出口最大风速的响应曲面和二次模型。结果表明,安装位置和开口大小均为出口风速的重要影响因素,当风筒入口风速设定为70 m/s、旋转开合结构开口大小为30 mm且安装在位置5处时,出口平均风速和出口最大风速达到最大,分别为97.7551 m/s和290.001 m/s。相较于开口大小,安装位置对出口平均风速和出口最大风速的影响更大,且安装位置越靠近风筒出口处风力灭火机的灭火性能越好。

菠菜播种收割一体机结构设计与有限元分析

针对现有菠菜收割机留根、铲根深浅不一以及播种机撒播效率低、线绳播种成本高等问题,通过理论计算和SolidWorks建模分析,设计了一种犁地深度可调、整株收割、定量等距播种的菠菜播种收割一体机。采用Simulation模块对优化的机架和犁进行有限元分析发现,机架的大部分最大应力点位于机架前端的输料口处,在制造时需提高此处的焊接质量;犁须选用耐腐蚀性好的材料以减少其在腐蚀性土壤环境中的损坏。通过综合比较和有限元分析发现,机架所受最大应力均小于玻璃钢屈服极限,若通过合理成型设计弥补玻璃钢的成形性差等问题,有望使其成为未来农机具中犁制造的优选材料。研究结果可为菠菜播种收割一体机设计和关键部件优化提供一定理论参考。

助力外骨骼机器人结构设计与运动学建模分析

为了实现日常生活助力功能,文中设计了轻型柔性助力外骨骼机器人的结构,下肢关节采用了主动驱动与被动储能元件相结合,膝关节设置驱动模块,髋和踝关节采用被动储能元件,根据仿生学原理设计人机绑缚装置,并对被动关节进行了节能验证,仿真结果验证了助力外骨骼机器人结构设计的可行性与助力功能的有效性。使用D-H方法建立了外骨骼机器人下肢运动学模型,以Opensim内的正常行走的关节角步态数据作为输入进行了正逆运动学的求解分析。建立外骨骼机器人的三维模型,添加行走时与地面的约束,进行物理模型的运动学仿真,结果证明了外骨骼机器人运动分析的可靠性。

下肢助行外骨骼结构设计与仿真分析

外骨骼机器人作为当下国内外的研究热点之一,其研究过程融合了机械设计、仿真分析、传感、控制等各项技术。针对当今社会对助行外骨骼的需求,文中从人体下肢结构与运动特性研究角度出发,采用模块化的方法仿人体髋关节设计了一款下肢助行外骨骼机器人。文中使用Solid Works三维软件设计了下肢助行外骨骼的三维模型,对所建立的模型进行了数学建模并通过MATLAB和ADAMS软件对外骨骼进行了仿真分析与验证。结果表明:外骨骼结构设计安全合理,能够满足实际需求。

一种卡塞格林反射系统的光机结构设计与分析

本文介绍了一种卡塞格林反射系统(以下简称卡式组件或卡式系统)的光机结构设计与分析。首先根据设计输入,进行指标分解,完成卡式组件的光机结构设计。然后通过公差分析和仿真分析对设计进行迭代和验证。最后通过环境试验来验证加工装调完成后的卡式组件的可靠性以及环境适用性。本文介绍的卡式组件具有刚度强度高,可靠性及环境适用性强等特点,同时满足光学性能指标要求。

水下耐压舱的结构设计与分析

为了实现对水下生物及能源的探索和研究,设计了一种适应性强、可机械手携带的水下观测设备,此设备可对水下目标进行拍照并存储和记录水深信息,重点对提供密封工作环境的耐压舱进行了设计和分析。首先,基于内部的安装尺寸、整体质量及水下配重等情况,耐压舱首部采用圆形,尾部采用近似椭圆的形式。为提升耐压强度,舱体采用分段连接形式,舱体主要采用非金属材料3D打印。窗口玻璃采用平面融石英玻璃,避免了球面对成像产生畸变的情况,并对舱体密封进行了设计。然后,使用有限元分析软件对舱体和窗口玻璃进行静力学分析,分析结果表明在100 m水深时耐压舱满足强度要求。最后,根据设计分析结果对耐压舱进行了制造,并对耐压舱进行水压试验,试验结果表明耐压舱满足强度和密封要求。

某深锥高效沉降槽上部桁架结构设计及计算分析

深锥沉降槽是铝行业中氧化铝冶炼生产的大型关键设备之一,与平底沉降槽相比,沉降效率大大提高。然而,随着氧化铝冶炼单线产能的不断增大,深锥沉降槽也不断大型化,其耙机系统自重及可承受的扭矩也越来越大。通过对新建氧化铝工程在行业中首次采用的某深锥高效沉降槽上部桁架进行空间结构设计建模与计算分析,保证了耙机系统的安全及可靠性,后续应用到多个氧化铝工程中,通过生产实践验证,此深锥高效沉降槽已安全、高效运行。

某桁架机械手结构设计与刚度分析

桁架机械手是自动焊接生产线的重要组成部分,为了满足某企业叉车门架自动焊接生产线大跨度、高载重、精度高的要求,设计开发出一款有效行程长为36 m、宽为9.76 m的桁架机械手,其最大载重1.5 t。为了确保其结构性能要求,利用有限元分析工具,验证其最大变形量小于2 mm,结构刚度和强度都满足设计要求;同时桁架机械手制造出来后,经过现场装机测试验证,整体性能指标满足用户需求。

卫星主承力板点阵式结构设计与力学分析

为了达成卫星主承力板在轻量化及刚度性能上的设计要求,并有效降低板载单机的动力学响应,将点阵结构引入卫星承力板的设计当中。首先,介绍了点阵结构的胞元构成,并得出采用点阵结构填充的卫星主承力板,在保持相同外观尺寸的前提下,相较于传统蜂窝夹芯结构板,质量减轻了35%左右,满足了卫星轻量化设计的需求。随后,建立了单个胞元的相对密度、平压刚度、平压强度和剪切刚度的理论数学模型,并通过仿真分析验证了模型的准确性。解释了动力学分析的基本原理和优化方法,并基于模态分析结果,对所设计的主承力结构板进行简谐振动和随机振动响应分析。结果表明:主承力板的结构刚度分布均匀,对激励具有良好的响应,各项动力学性能指标满足要求。

模块化管道焊接机器人结构设计与分析

针对城市供水管网铺设时操作空间狭小、人工焊接效率低、质量不稳定等问题,设计一种模块化管道焊接机器人。采用模块化设计方法,完成焊接机器人的机械结构设计,主要包括焊接行走底盘、焊枪姿态调整机构和可调柔性导轨3部分。运用D-H参数法建立机器人运动学方程,基于蒙特卡罗法对该机器人的可视化工作空间进行仿真分析。最后进行模块化管道自动焊接工艺实验和施工现场应用。实验结果和施工现场应用结果表明:该机器人能够完成对应壁厚钢管的全位置焊接任务,焊接过程稳定且焊缝成形良好。

高温高压弹簧蓄能密封结构设计与密封性能分析

针对高温(200℃)高压(150 MPa)工况,设计了一种双向非弹性密封组结构方案,并通过对弹簧进行降维处理,建立弹簧蓄能密封组的轴对称分析模型,分析了温度和介质压力分别对所设计密封组密封性能的影响规律。结果表明:高温会使密封夹套的峰值接触压力降低,但是会增加密封夹套的接触宽度,弥补材料变软对密封性能的影响;高压会使密封夹套双唇口之间形成极高的峰值压力,有利于实现密封。

履带行走式深海着陆器结构设计与行走性能仿真分析

针对深海软底质对深海着陆行走设备结构设计和行走性能的应用要求,综合多个因素采用履带底盘作为移动式深海着陆器的动力底盘。根据中国大洋软底质泥层原位测试的相关数据设计深海着陆器的动力底盘参数及整体结构,采用三维建模软件SolidWorks与多体动力学软件RecurDyn结合的方式建造整机的多体动力学模型。开展了深海软底质特殊力学载荷下自适应行走式深海着陆器的多种行走工况的仿真,分析了自适应行走式深海着陆器的行走性能,为移动式深海探测设备的结构设计及优化、行走控制、行走性能评价等研究奠定了基础。

结合建筑工程结构设计的工程造价应用分析

在工程建设项目前期关键的结构设计阶段,造价预测是衡量项目可行性的重要参考,为给项目决策者提供评估依据,结合建筑工程结构设计的工程造价应用进行分析。选取工程结构设计阶段造价影响指标,确立一套可以反映建筑工程结构特点的指标体系,挖掘并预处理建筑工程结构设计数据,将其作为模型输入,并基于BP神经网络构建工程造价预测模型。实例应用结果表明,本文设计的工程造价预测模型的均方根误差为10^(-4)、平均相对误差为1.82%,验证了该模型在建筑工程结构设计阶段的工程造价预测中具有良好的应用效果。

大学生结构设计竞赛中空间杆系结构力学特性分析

针对历年大学生结构设计竞赛中空间杆系结构的赛题,以复压竹皮和竹杆为原材料设计空间杆系结构并进行其结构形式分析。利用有限元软件MIDAS Gen建模和计算,对系列空间杆系结构在多种荷载工况下的应力和位移进行数值模拟仿真,分析其承载能力和变形特征,总结出空间杆系结构在荷载组合工况下的强度、变形等力学特性以及结构优化的有效措施。

某型纯电动汽车动力电池结构设计与振动仿真分析

基于某在用动力电池,利用CATIA建立动力电池包模型,联合仿真软件ABAQUS对电池包进行约束模态分析以及随机振动仿真分析,并根据结果对电池包的结构进行的优化,以期在满足加强度条件下,实现轻量化的要求。