新一代快速部署方舱医院配套医疗设备的定制化设计方案

方舱医院被广泛用于灾害救援、战场救治、突发公共卫生事件防控等场景。目前,我国已进入第三代方舱医院的研制阶段。方舱医院的整体效能与配套医疗设备的性能直接相关。在研制阶段探讨方舱医院配套医疗设备的定制化设计方案,可保证医疗设备的配置与方舱医院的功能相匹配,从而更好地发挥方舱医院的整体效能。该研究针对方舱医院中占主体地位的急救设备、检验设备和影像设备,详细分析定制化设计方案。定制化设计的重点在于有限空间适应性、功能集成性、可快速部署、轻便性、抗震性、极端环境适用性、以及影像设备的低剂量高品质成像,并注重智能化功能融入。该研究可用于指导方舱医院配套医疗设备的定制化研制、选型及升级改造。

高灵敏微波载荷卫星出舱电缆及舱体屏蔽的EMC设计

针对高灵敏微波载荷卫星对舱板电磁屏蔽效能的高需求与出舱电缆对舱体屏蔽效能巨大破坏性之间的矛盾,文章首先提出航天器理想舱板(无出舱电缆)的电磁屏蔽效能分析方法,给出提高对于1 GHz以上干扰电磁波屏蔽效能的设计原则;然后分析出舱电缆成为影响航天器外舱板对P波段(150 MHz~1 GHz)电磁波屏蔽效能主要因素的机理,给出干扰电流与干扰场强关系计算公式;最后给出出舱电缆及舱体屏蔽的电磁兼容(EMC)设计方法,提出用接地电阻测量法验证出舱电缆屏蔽皮接地的有效性,为总体总装EMC实施找到关键控制手段,并通过整星试验数据确认此方法能有效提升整星EMC试验效率。

基于DIALux的飞机客舱照明设计方法

飞机客舱照明是飞机内部照明系统的重要组成部分,合理的客舱照明设计可以提高飞行服务质量、提升旅客满意度和舒适度。基于DIALux计算仿真软件,提出了一种飞机客舱照明设计方法。从旅行安全、视觉舒适度、高品质服务等角度出发,通过对平均照度、眩光、照度均匀度等多方面的量化评估、校核与分析,探讨并提出了具有创新性的飞机客舱的照明设计方法。基于此方法以某型号飞机客舱为研究对象建立光学仿真模型、进行视觉仿真计算,验证了该方法的可行性。

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。

基于多源数据融合和交互式粒子群优化的船舶舱室内装智能色彩设计研究

色彩在增强船舱吸引力、优化乘客体验方面扮演着至关重要的角色.为了准确有效地评估舱室内装色彩设计与乘客情绪感知之间的联系,通过整合环境数据、情感需求分析和用户反馈等多源信息,提出并设计了一种基于沉浸式虚拟现实(Immersive Virtual Reality,IVR)的集成框架.首先,建立一个包含视觉和谐和人体偏好两种测量方法的优化模型,用于评估色彩搭配的美学性能.然后,采用愉悦相关的语言价值赋值方法估计色彩搭配的视觉和谐得分.为了求解该优化模型,采用了一种基于小群体的交互式粒子群优化(Interactive Particle Swarm Optimization,IPSO)算法,通过人工判断来考虑情绪对色彩搭配的偏好.原型系统在游戏引擎环境Unity 3D中开发,以头戴式显示设备HTC Vive实现,提供了交互式和身临其境的用户体验.最后,通过整合多源数据在不同的船舱室内场景中进行用户测试,验证研究框架.测试结果表明,该方法可以在舱室场景中自动调整船舱色彩,使其更加符合乘客的情感需求.

一体化压铸铝合金前机舱轻量化设计与优化

当前汽车行业对低碳化和轻量化的需求日益增长,新型一体化压铸技术应用于车身,能够实现质量、生产成本和周期的下降,并减少碳排放,成为各大汽车主机厂商争相研究热点。本文将某乘用车传统钢制车身前端机舱结构替换成一体化压铸件,对铝合金一体化前机舱进行了轻量化设计。通过SIMP法对前舱进行拓扑优化得到了最优刚度载荷路径,考虑前舱可铸造性对筋的拔模方向、厚度尺寸和位置分布进行设计。根据C-NCAP 2021进行正面碰撞仿真,通过田口实验设计方法与响应面优化改善了一体化压铸车身的耐撞性,并对优化后的白车身性能进行了仿真分析。与传统方案相比,一体化方案的质量减轻13.9%,白车身弯曲刚度提升9.7%,1阶模态达到要求。本文研究对后续一体化车身结构的平台化设计与工程应用具有指导意义。

飞行器舱室内壁蛛网仿生薄膜声学超材料设计

飞行器舱室内部噪声对乘员及飞行操控和通信构成了显著威胁,薄膜声学超材料(MAM)在满足轻量化要求的同时具有出色的降噪性能,能够满足航空工业领域对降噪和飞行器重量的双重要求。受蛛网启发,本文通过结合膜、框和一组振子设计了一种仿生薄膜声学超材料。计算和试验结果表明,仿生模型的振子质量减少了19%,降噪带宽扩展了61%。此外,本文研究了三种设计参数(薄膜形状、振子位置和模型大小)对结构降噪性能的影响规律,并分析了其多级反共振模态。结果表明,圆形模型在降噪性能上优于两个方形模型。当振子位置在半径比为0.54时,可获得最佳的降噪性能。模型在尺寸减小时仍有较大的降噪效果,但当尺寸增大时有失效的可能。非固定框在2×2阵列模型中有助于形成反共振模态,而在3×3阵列模型中作用则相反。根据不同的频率需求调节设计参数,能够适配于飞行器内部复杂、多变的噪声环境。

大型ZL205A铝合金舱体铸件铸造工艺研究

以ZL205A厚大舱体铸件为研究对象,针对舱体铸件的特点,开展了铸造工艺方案设计、铸造工艺方案数值仿真计算及熔体处理等技术的研究。研究结果表明:铸件采用差压浇注方法,低热量浇注系统,配合低热量浇注系统使用的冷铁,铸件实现了顺序凝固;铸件经检测,内部质量优良,切取试样力学性能远超过了指标值,各项指标均满足设计要求。

基于人机工程学的矿用多功能运载装置驾驶室设计研究

矿用多功能运载装置工作环境复杂、作业形式多样且工作时间冗长,其中驾驶室设计在满足安全的前提下,更要考虑驾驶员视野、操作、舒适性等要求。以某型多功能运载装置驾驶室设计为研究目标,从驾驶员角度出发,运用人机工程学相关理论,主要从人体建模、H点设计、驾驶座设计、视野设计要求等方面进行研究,保证驾驶员能够舒适、高效地进行相关作业。

模块化变电站预制舱隔震设计及隔震效果分析

变电站属于生命线工程,某模块化变电站的一次设备预制舱底部设有钢构架,舱内设备单列布置,有必要研究并提升这种带钢构架预制舱结构及设备的抗震性能。首先,采用有限元软件ABAQUS进行地震作用下非隔震结构的非线性时程分析;然后,对该工程进行隔震设计并对比了隔震结构和非隔震结构的地震响应;最后,考虑钢构架刚度和隔震支座位置2个因素,在隔震结构的基础上进行参数化分析。结果表明,相较于非隔震结构,经设计的隔震结构延长了结构基本周期,在地震作用下具有较好的加速度和位移控制效果;针对本文选取的研究对象,钢构架截面采用H140结构会通过钢构架变形耗散地震能量,隔震支座不能充分发挥作用;相比于隔震支座布置于柱顶结构,布置于柱底结构具有更好的设备加速度和舱体位移控制效果,然而隔震支座会出现拉力。因此,建议此类结构隔震设计时,隔震支座的下部钢构架应具备一定刚度(当构架上部舱体重量为25 t时,底部构架刚度建议不小于3615 kN/m),隔震支座位置需综合考虑隔震支座受力和隔震效果。

舰艇睡眠舱布局复合优化设计方法

针对舰艇上艇员特殊工作需求的睡眠休息环境改善问题,优化舰艇睡眠舱内布局以提升舒适性至关重要。本文提出了应用于舰艇的小型独立式睡眠舱,并基于舰艇睡眠舱室布局原则,提出了关联图布局法与人机工效仿真法结合的复合优化设计方法。获取舰艇睡眠舱布局功能聚焦方案,进行布局划分,建立布局模型及仿真环境。明确舱内交互目标,并利用2种基础布局模型,在考虑多种交互姿态的情况下进行5种工效指标的仿真评估。通过数据分析实现最终布局求解。研究结果表明:该方法生成方案2与理想解最为接近,因此,选定该方案为最优方案。所提出的方法为小型空间布局提供了设计思路,实现了面向艇员睡眠环境改善的方式,完成了功能需求复杂多样的小型空间内部布局的优化。

城轨牵引供电预制舱设计方案内容探讨

城轨牵引供电预制舱是一种将变电站技术应用于城市轨道交通牵引供电系统的方案,已广泛应用于各大城市的轨道交通项目。然而,在实际项目应用过程中,工艺和细节上存在一些问题,如安全性、应用便捷性以及维护方便性等方面。为了解决这些问题,提出箱体宽体设计、直流系统一次母排连接和箱体外观贴花工艺等改进措施。通过应用这些改进措施,可进一步提升预制舱在城市轨道交通牵引供电系统中的性能和效益,并为轨道交通的可持续发展做出贡献。

标准化设计在大型邮轮上的应用

为了填补国内大型邮轮标准化设计方法的空白,通过三维数字化设计手段,将多专业舾装件设计固化设计节点、统一设计方案后形成一个完整的三角区舾装件综合布置设计指导原则,并提出大型邮轮CABIN三角区“标准化设计、单元化建造”的理念。结果表明:标准化设计方法可显著提升设计效率、设计质量和安装精度,并能有效控制材料成本。研究成果可为大型邮轮舱室的标准化设计提供一定参考。

某型飞机座舱温控系统调温不稳定故障分析

为了排除某型飞机座舱温控系统调温不稳定故障,从硬件功能、软件控制逻辑等方面进行了故障原因排查,结合故障树分析确定了故障原因及其产生机理,制定了排障措施并进行了验证。结果表明,故障定位准确,改进措施有效,以期对大中型飞机座舱温控系统设计和故障分析具有一定的借鉴及参考价值。

一种雷达天线舱冷却系统设计

设计一种对称型天线舱框架结构,运用强迫风冷散热技术解决组件密集排布状态下天线舱冷却问题,采用组件与框架之间形成风道对冷却风进行导流,实现对组件的精确控温,确保各组件表面温度一致。对冷却系统进行热计算和数值模拟,探索实现各组件等量送风的关键和解决方案。计算和测试结果表明,天线舱内各组件FPGA温度一致性在±10℃以内,满足系统等量送风的指标要求,达到天线舱散热的目的。

方舱医院设计与感染防控思考——以大岗方舱医院设计与前期运营中感染防控为例

2022年10月广州爆发新冠疫情,大量确诊病例需要迅速安排到大型方舱医院隔离治疗,通过参与大岗方舱医院规划设计与前期运营,从感染防控角度思考分析工作中的存在问题,探讨解决思路和研究对策,为今后方舱医院感染防控工作提供参考。

结合模块化思维和PGA算法的船舶住舱布局优化研究

船舶住舱环境对船员的心理状态及工作效率有着显著的影响,针对住舱的布局优化是能够提升舰队整体作战水平的重要方式之一。本文主要针对住舱空间的布局优化,提出模块化思维的划分方式,并利用模糊聚类分析将住舱模块进行划分,利用PGA算法进行多目标优化计算,从而引导遗传算法的演化结果更符合其工程实用性,来有效提升船员居住的舒适度,进一步提升海上长航工作的质量。最终通过重心排序的模糊综合评价对输出的优化方案进行验证。

航天器公路运输包装箱环境监测系统研制

为掌握运输过程中航天器的环境状态,确保过程受控,研制了一套运输环境监测系统,以NI cDAQ和LabVIEW为软硬件平台,设计软硬件架构与软件工作流程,能实现加速度、温湿度、车速多种类型信号的协同监测、实时超差警示与数据回放;并可利用北斗定位实现车速测量,针对高频采集的加速度信号,实现全程低速存储与触发高速存储。在实际运输道路上进行测试验证的结果表明,该监测系统功能完善,满足使用要求。

钻井船月池区舱段有限元典型设计工况

现阶段各船级社规范对钻井船舱段有限元法的载荷选取与装载工况制定并未形成统一意见,这对结构设计造成较大的困扰。针对这一问题,对某型钻井船月池区舱段有限元分析方法与载荷选取思路进行阐述,同时对设计装载工况开展大量对比计算,通过结果分析得出一套典型装载工况与舷外水压力方向组合方式供参考。对比船体梁理论法与全船有限元法的计算结果,对舱段典型工况选取的必要性进行分析,以避免过分保守导致结构经济性下降。

场景法优化的舱式熏蒸机迭代设计研究

目的在医疗器械智能化、人性化发展的时代背景下,舱式熏蒸产品款式老旧、用户满意度低的问题日益凸显,为提升用户体验,对舱式熏蒸产品进行迭代设计。方法基于场景法梳理现有舱式熏蒸机的作业流程,建立医师、患者、患者陪同人员三者的典型场景;采用交互设计方法深度挖掘交互摩擦点、整理用户需求,重构具备良好交互性能的目标场景;运用全局人机界面原件(HIEs)解析方法解构舱式熏蒸机,建立功能部件与功能性元器件的映射关系,结合目标场景获得舱式熏蒸机的功能需求;以黑箱原理创建功能模型,提出舱式熏蒸机各功能部件的设计目标。结论得出满足用户需求的舱式熏蒸机方案,验证了使用场景法进行产品迭代设计的可行性,为提升同类产品可用性与用户满意度提供了设计方向和思路。