基于SolidWorks和VC++的人工膝关节参数化设计

针对膝关节设计过程繁琐的问题,提出膝关节参数化设计方法。以Visual Studio 2008为开发工具,利用SolidWorks外部模式的二次开发技术,先对膝关节零件和装配体尺寸进行批量编辑、修改或智能获取,再对模型进行更新和干涉检查,最后预览模型并输出模型文件及其几何信息。利用该思路和方法,在Solid Works平台下编写了膝关节参数化设计程序,实现自动建模和膝关节参量的自动提取,并为膝关节的优化设计提供参考。

基于COSMOS/Works的汽车EBJ型万向节的模拟与结构分析

EBJ型万向节具有质量轻、结构小巧及传递效率高等性能。在COSMOS/Works环境下创建EBJ型万向节的有限元模型,对其结构应力变化及分布进行分析,研究汽车万向节的静态结构应力变化与分布,为我国车用万向节的发展提供参考。

甘蔗种植机供种与播种系统联调试验研究

为实现甘蔗种植机的供种系统与播种系统的联调工作,设计了一种倒三角状的集蔗箱并优化其参数,使蔗种从供种系统到播种系统过程中不乱序、不卡蔗、不堵塞。通过对蔗种在集蔗箱中的运动分析和EDEM运动仿真,探究了蔗种的运动机理和影响蔗种落种有序的因素。通过单因素试验和正交试验,研究了落种高度、导蔗板倾斜角和集蔗量对蔗种有序率和充种率的影响,结果表明:落种高度和集蔗量对落种有序率有着极显著影响,导蔗板倾角对落种有序率有着显著影响;对蔗种充种率,落种高度有着极显著影响,集蔗量影响显著,导蔗板倾斜角影响不显著。综合考虑后,最佳因素组合为:落种高度为200mm,导蔗板倾斜角为45°,集蔗量为25根。

城市河网工程群多目标联合调度优化模型

城市河网工程群联合调度优化是一项复杂的系统工程,涉及多种闸、泵、堰等水利工程,是多时段、多对象、多约束、多目标非线性优化问题。基于此,提出了面向河网水环境改善目标的水工程群多目标联合调度优化模型,综合运用了“水量水质模型—优化调度模型—优化求解算法—方案优选方法”耦合方式,构建面向河网水环境改善的工程群多目标联合调度优化模型,并采用EMMOPSO算法的优化模型求解、基于AHP-TOPSIS的联合调度方案优选,以实现对河网水工程群联合调度的优化与决策支持,选择了长三角地区某城市河网开展了优化模型关键技术的数值试验与案例分析。结果表明:相较于水工程常规调度方式,本优化模型可以减少河网生态引水量23.9%~28.5%、提升河网水体水质达标度11.8%~90.4%,优化模型能够支撑平原城市河网地区取得显著的防洪除涝、水资源调配、水环境改善等多方面的综合效益。

松动及加固后木结构燕尾榫节点抗震性能对比试验

古建筑木结构燕尾榫节点松动是一种常见的残损模式,为研究节点松动对抗震性能的影响,参照宋《营造法式》殿堂二等材的尺度要求,考虑不同松动程度、不同松动程度补强加固和不同松动程度震损后加固的节点,共制作了3组12个节点试件,对其进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验.结果表明:不同松动程度补强加固节点及不同松动程度且有损伤加固节点的破坏模式,与不同松动程度节点的破坏模式相似,榫头和卯口挤压变形明显,榫头被拔出,普拍枋与柱顶接触处出现剪切破坏,补强加固节点榫头拔出量明显减小;各节点滞回曲线均有明显“捏缩”效应,整体呈反“Z”型,补强加固节点的滞回环饱满程度略好;随节点松动程度增加,刚度及承载力均降低,随拔榫量的增大,其减小幅度降低;随节点转角增大,耗能能力逐渐减弱,补强加固节点的耗能及防脱榫能力明显高于未加固节点.节点在松动后仍具有较好的变形能力.

UHPC-NC接头管廊工作井抗剪性能影响参数分析

为解决混凝土预制管廊工作井接头(NC接头)在大荷载作用下易发生剪切破坏的问题,提出了一种UHPC-NC接头形式,即把超高性能混凝土(UHPC)材料局部应用于管廊工作井接头部位。采用ABAQUS有限元软件建立三种UHPC-NC接头管廊工作井模型,系统分析了接头高度、螺栓预紧力和UHPC强度等参数对UHPC-NC接头抗剪性能的影响。结果表明,接头高度、螺栓预紧力、UHPC强度和螺栓数量的增大增多均会提升三种UHPC-NC接头管廊工作井抗剪承载力和刚度,而接头长度增加会降低这三种UHPC-NC接头管廊工作井的刚度。

施工凿毛对铰缝抗剪性能影响研究

为研究空心板梁桥不同凿毛情况对铰缝受力性能的影响及其破坏机理,通过混凝土试块剪切流变试验和利用ABAQUS数值分析软件建立二维内聚力单元模型,分析了铰缝处受力情况和损伤破坏机理,并建立了凿毛界面混凝土抗剪本构关系,以此研究了凿毛深度和凿毛率对空心板梁桥铰缝抗剪性能的影响。研究结果表明:凿毛深度变化不能改变铰缝的受力模式,混凝土铰缝的薄弱面仍在交界面上;随着凿毛深度的增加,凿毛产生的齿状混凝土被剪断,铰缝抗剪强度大大提升;结合试验和有限元数值模拟,得出最佳凿毛深度为15 mm,高于施工规范建议的8 mm,此时铰缝抗剪强度相比凿毛深度为8 mm时提高了44.3%,且凿毛面积取最大凿毛率时,抗剪能力可进一步提高。

四辊轧机工作辊辊颈端部铸接修复部位寿命评估

轧辊作为带钢生产轧机的核心部件,其消耗对生产成本有重要影响。随着钢铁企业竞争加剧导致的降本增效需求逐步提高,轧辊再制造循环利用得到逐步推广。大型轧机大尺寸轧辊工作层消耗后改造用于小轧机为其中主要方式之一;对于局部尺寸尤其是辊肩尺寸不足的轧辊通常采用铸接方式加长以满足进一步使用的需求;铸接再制造后轧辊的使用寿命成为保障安全生产的关键。针对上述问题,在轧辊铸接部位取样开展了疲劳性能测试,同时选用扭转疲劳模型在证明计算精度的基础上,结合基于现场生产数据建立的载荷谱,对工作辊修复后的辊颈进行了寿命预测,预期服役寿命满足现场对修复后轧辊的性能需求,可为现场轧辊安全使用维护制度建立提供理论支撑。

非惯性系下舰载稳定平台动力学建模与分析

为解决舰船在恶劣海况下产生的大幅度、多维度的不规则摇荡运动,提出了一种6-DOF并联平台隔离舰船运动的方案,并对该方案的动力学特性进行了深入研究。首先,基于矢量关系推导该平台构件在惯性坐标下的速度、Jacobi矩阵和能量方程式,由拉格朗日方程和虚功原理得到其在非惯性系下的显式动力学方程。其次,利用Adams搭建该平台的虚拟缩比模型,采用P-M波谱和响应幅值算子模拟复杂海况下舰船的摇荡运动,基于SIMULINK软件实现MATLAB软件与Adams软件联合仿真。最后,计算分析5级海况下的运动实例,理论结果与仿真结果的驱动力误差在0.11%内,验证了本文动力学模型的正确性,且计算结果表明,平台可分别补偿船舶95.7%、97.7%和87.9%的横、纵和艏摇运动,验证了所提方案的有效性。研究结果对非惯性系下舰载稳定平台的动力学控制具有指导意义。

增效转动摩擦阻尼器的工作机理及力学性能分析

该文提出了一种新型增效转动摩擦阻尼器(ERFD),由杠杆原理放大其转动角度,进而提高其耗能能力,适用于梁柱节点。为验证ERFD工作机理的可行性,采用ABAQUS软件建立其有限元数值模型,以相同摩擦工况的扇形摩擦阻尼器(SFD)和未放大的转动摩擦阻尼器(RFD)作为对照模型进行力学性能分析,进而探究ERFD耗能增效机制。研究结果表明:ERFD的承载力、刚度和耗能均得到明显提高,较于SFD分别增大了17.63%、12.54%、14.53%;其他三个改变摩擦片布置方式的试件的刚度和耗能比ERFD分别减少29.38%、58.67%、70.76%和29.55%、58.96%、70.58%;ERFD的承载能力和耗能能力相较于RFD放大了92.38%、85.49%。这说明ERFD耗能能力良好,且三个点均布置摩擦面的整体力学性能较好,且增效效果显著。

GA-PSO混合算法的工作臂铰点优化设计

现有施工装置中离不开挖掘机工作臂,但在工作过程中因承载和振动,造成铰接点销轴破裂。为了提高工作的可靠性,通过SolidWorks软件建立模型,分析由铲斗、斗杆、动臂及其油缸构成平面连杆机构工作原理;建立动臂动力学模型,借助齐次矩阵方法分析各部件的铰点位置参数,得到各铰点受到外力和力矩;以动臂各铰点受力为优化目标,以各铰点坐标参数作为设计变量,以动臂油缸所做功为约束条件,实现目标函数模型建立。借助GA-PSO混合算法,进行选择、变异和交叉操作,提高工作臂的优化设计参数精确度;结合ADAMS软件,得到优化后和优化前铰点受力曲线,实现了优化后铰点受力小于优化前。同时,为相关农业机械的研究提供理论研究基础。

面向手过头任务的残差神经网络肌肉疲劳预测模型

目的 探讨手过头任务中上肢关节角度与肌肉疲劳之间的关系,并构建了一种基于残差神经网络(residual neural networks, ResNet)的肌肉疲劳预测模型。方法 通过模拟不同作业姿势和不同操作面下的钻孔试验,测量了肌肉最大自主收缩力、最大耐受时间、最大剩余肌力和主观疲劳评分。将测量后数据进行数据处理作为ResNet预测模型的输入,构建残差神经网络模型,以预测肌肉疲劳水平。结果 ResNet模型具有出色的预测精度,均方根误差(root mean square error, RMSE)为0.028,相较于传统的BP神经网络(RMSE=0.053)和MLP多层感知器神经网络(RMSE=0.059),其误差更小,拟合更好。结论 提出的残差神经网络肌肉疲劳预测模型能够有效准确地预测肌肉疲劳,为提高工作效率、减少工作相关肌肉骨骼疾病风险提供了有力支持。

基于UKF算法的电动汽车车速坡度估计

精准的车辆车速与道路坡度,是实现车辆驱动防滑控制系统研究的关键,本文考虑到转弯工况,建立转向与道路坡度耦合的混合工况模型,运用UKF算法进行车速坡度联合估计,该算法融合了运动学与动力学两种方式,并且基于MATLAB/Simulink与Carsim搭建联合仿真平台,对所设计的混合工况车速和坡度的估计器与控制策略进行了仿真验证,比传统估计方法精度更高,响应速度以及鲁棒性更好。

多体卫星变构关节设计与运动学分析

为解决多体卫星模块间连接强度低、变构过程复杂、需要外力辅助等问题,设计了一种非偏置式三自由度变构关节,可实现多体卫星模块间的可靠连接与稳定精确的相对运动。采用MDH法建立了正运动学模型并推导正运动学方程,并与偏置式变构关节在姿态可操作度与工作空间上进行了对比分析,结果表明在未降低姿态灵活性的前提下实现了工作空间封闭。在Adams中对变构过程进行了运动仿真,变构过程中末端模块的位移与速度曲线平滑无突变,验证了多体卫星结构设计的合理性与正运动学方程的正确性,结果符合预期的设计目标,为未来多体卫星的运动控制与变构规划奠定了基础。

软件著作权侵权“开源抗辩”解析

开源是构筑新质生产力的有力支撑,开源软件的有效治理是知识产权强国建设的重点和关键举措之一。在软件著作权侵权纠纷中,开源软件“群智激发→群智汇聚→群智创新”的共创模式促发了“开源抗辩”这一新型侵权抗辩事由。广义的“开源抗辩”包括潜在侵权方基于涉案软件开源特性提出的抗辩,狭义的“开源抗辩”则是立足于开源许可证的不侵权抗辩。解析“开源抗辩”,应认识到开源软件具备构成合作作品的可能性,同时应基于开源贡献者协议为其著作权权属认定留出意定空间。开源软件与派生软件间“开源抗辩”的判断重点在于是否遵循开源许可证,基于开源软件开发的派生软件与再派生软件间“开源抗辩”的本质则属于非法演绎作品的可版权性争议,应秉持“违约-侵权”二分的基本原则,在认可非法派生软件可版权性的基础上,完善开源许可证条款,并设立软件著作权集体管理组织。

市政工程监理工作面临的困境及对策分析

随着市政工程领域的快速发展,建造工作呈现新形势,工程质量不断提升,同时也为监理工作带来了挑战。文章以工程监理作为切入点,分析市政工程监理工作面临的困境,并重点阐述市政工程监理工作问题的对策,如构建学习型项目监理部、推行制式化管理模式、参与图纸会审阶段等,旨在提高市政工程项目监理水平,顺利实现市政工程预期建设目标。

加工硬化对焊接接头缺陷裂纹力学性能的影响

【目的】为了分析核电一水回路安全端焊接接头熔合线处加工硬化分布,并为其缺陷裂纹尖端力学性能的分布及裂纹扩展驱动力提供分析依据。【方法】通过试验获得不同加工硬化程度316L不锈钢的维氏硬度和屈服强度的关系,并通过焊接接头不均匀硬化规律获得焊接接头熔合线附近材料的屈服强度。在此基础上,采用有限元模拟的方法获得熔合线处缺陷裂纹尖端力学性能的分布规律。【结果】结果表明,焊接接头熔合线两侧维氏硬度不同,材料出现了不同程度的加工硬化,沿着熔合线两侧维氏硬度逐渐减小。焊接接头不均匀的加工硬化规律会影响裂尖的Mises应力、裂纹的张开应力、裂尖的等效塑性应变和张开应变,加工硬化会增大裂尖Mises应力和张开应力,使Mises应力和张开应力偏向加工硬化程度较高的金属;加工硬化会抑制等效塑性应变和裂纹的张开应变,等效塑性应变和张开应变偏向硬化程度较低的金属。加工硬化也会影响裂尖应力三轴度,增大裂尖应变率和裂纹扩展速率。【结论】焊接接头熔合线附近材料的加工硬化会增大裂纹扩展驱动力,增加缺陷裂纹的扩展速率,加剧焊接接头失效。

综采工作面应力区围岩支护技术

针对裕兴煤矿15210工作面回采期间超前应力区围岩破碎严重,导致巷帮垮落、顶板出现跨距、单体柱受力变形等,以及回风顺槽收缩量大,端头支架移架困难等问题,决定对超前应力区采取“液压伸缩钢棚+走向迈步式锚索吊棚+桁架锚索”等联合支护措施,通过实际应用效果来看,该支护技术可有效控制应力区围岩失稳现象,取得了显著应用成效。

工况参数对旋转接头泄漏的影响研究

在旋转接头间隙密封中,工况参数的改变会影响其密封性能,进而影响其运行效率,为了探究工况参数(转速、进油口压力、温度)对旋转接头泄漏量的影响,采用Fluent流体仿真与试验相结合的方法,研究工况参数对泄漏量的影响规律,建立相应的泄漏数学模型。研究表明:随着进油口压力、温度的增大,泄漏量具有增大的趋势,而转速对泄漏量并无显著影响,不过随着旋转时间的增长,间隙密封中的温度升高,使液压油黏度发生变化,最终间接地改变泄漏量的大小。

智能视频联控技术在调水清污系统中的应用

调水工程中配置安装的清污系统是保证调水水质和工程正常运行的重要组成部分。清污机无人操作系统借鉴运用智能视频图像识别、多目标自动跟踪、环境坐标映射、视频联控等技术,实现全天候移动物体识别锁定、全视界多目标坐标跟踪、全景巡航自动唤醒等功能,最终实现清污智能化,节省了人力,提高了实时清理杂物水草的效率和效益,保障了调水工程的水质安全和运行安全。