基于AQWA的波浪能发电装置主浮体水动力特性研究

利用水动力计算软件AQWA对双浮体式振荡浮子波浪能发电装置主浮体进行仿真分析,对不同尺寸垂荡板的主浮体进行建模仿真,并就各自RAOs、激振力、附加阻尼和附加质量进行频域分析。结果表明,在波浪频率低于0.3 Hz时,垂荡板尺寸对其影响尤为明显;当波浪频率分别大于0.2 Hz、0.36 Hz和0.35 Hz时,垂荡板尺寸分别对RAOs、激振力和附加阻尼失去影响;对于同一吃水线、不同垂荡板尺寸的主浮体,波浪频率对其附加质量有较大影响,且垂荡板尺寸越大影响越严重。

保温时间对ATN陶瓷刀具材料力学性能及显微结构的影响

为了开发一种陶瓷刀具材料,以Al2O3/TiN为主要成分,利用热压烧结工艺,在烧结温度1700°C,烧结压力32MPa条件下制备了复合陶瓷材料。TiN含量取30%、40%、50%、60%,保温时间取5min、10min、15min。研究了四种配比的材料在不同保温时间下抗弯强度、硬度、断裂韧性等力学性能与材料显微结构的关系,发现保温时间对材料的力学性能有重要影响。

改进自适应遗传算法在多载AGV调度的应用研究

随着工业4.0的推进,如何进行高效的AGV调度成为研究热点.针对传统AGV调度问题只考单一负载的情况,以及标准遗传算法在求解调度问题中,存在收敛速度慢,容易陷入局部极值等缺点的现象.提出一种改进的自适应遗传算法.该算法引入逆转算子、插入算子以及灾变算子,并对其进行自适应控制,算法的逆转过程有利于进化方向的搜索.模型在AGV调度问题基础上,添加了物料重量、体积双重约束,以最短路径成本为目标函数,建立多载AGV路径规划模型.然后,对数据进行预处理,使用改进的自适应遗传算法进行求解.该算法在MATLAB平台上进行算例验证,与标准遗传算法、自适应遗传算法比较,证明了改进的自适应遗传算法收敛快、求解结果更接近最优解.

基于IGBCA与SVM的质量预测

为了提高制造过程的质量预测精度和效率,提出了一种基于改进遗传蜂群算法(IGBCA)与支持向量机(SVM)的质量预测模型。首先,针对实际生产中,影响质量变动的因素具有多变量、复杂非线性、时变性等特点,选择支持向量机进行预测;然后针对现有的支持向量机参数选择方法存在精度不高、收敛速度慢的问题,提出了一种改进遗传蜂群算法对支持向量机的参数进行搜索寻优。经过实例对比分析得出,利用改进的遗传蜂群算法得到的支持向量机质量预测模型比利用遗传算法(GA)、人工蜂群算法(ABCA)得到的预测模型精度更高、收敛时间更短。

基于模糊PID控制策略的液压缸试验台设计

为了满足液压缸尺寸范围大的测试要求,设计了综合性能测试实验台。油源系统采用双泵容积调节供油回路,加载系统采用比例溢流阀加载,搭建了基于上下位机的测控系统及基于LabVIEW的数据采集系统。为满足换向压力稳定性要求,设计了模糊PID的压力控制器,为满足速度需求,速度控制器采用给定速度积分生成期望位移,基于速度前馈的模糊PID位移控制策略来保证运行速度。结果验证了模糊PID控制在耐久性试验中的有效性,同时满足试验台对压力、速度跟踪性能要求。

参数化单元边界元法解势流速度场问题

[目的]边界元法在海洋工程水动力学中有着广阔的应用前景,为推广边界元法在海洋工程水动力学中的应用,[方法]根据边界积分法建立积分方程,采用参数化单元边界元法对势流问题进行求解,得出流场速度势。对经典算例进行数值计算,与数学解析解比较,并进行误差分析。在二维问题下,分别采用非连续参数化单元和参数化单元边界元法求解势流速度场问题;在三维问题下,采用参数化单元边界元法求解势流速度场问题。[结果]结果显示,在二维问题下,采用非连续参数化单元边界元法求解势流问题具有较高的精度和效率,可以在采用较少单元数的情况下得到较为理想的数值解;在三维问题下采用参数化单元边界元法虽然计算速度较快,并可以得到较好的平均相对精度,但有些点误差较大,需要改进算法或使用其他单元进行求解。[结论]参数化单元边界元法在求解海洋工程势流问题时,数值计算实现过程更简洁,可发展成为求解船舶兴波等船舶水动力学问题的通用方法。

CAPP系统中工艺知识推送方案的设计与研究

针对在CAPP系统中,如何改善工艺设计人员与CAPP系统的交互方式,提高工艺知识的利用效率等问题,基于以用户为中心的设计理论,综合应用上下文感知、知识推送技术,并设计了工艺知识有序推送的算法公式,最终实现了工艺制定过程中相关工艺知识的智能推送。为工艺设计人员编辑工艺卡片、制定工艺路线等提供切实有效的指导和帮助。最后,以某柴油机厂箱体工艺设计过程中工艺知识的应用为例,验证了工艺知识推送方案的有效性。

基于产品生命周期的质量数据分析与数据挖掘

针对传统质量管理理念约束下,离散制造企业质量管理体系条块分割,管理活动分散且对大规模质量数据分析匮乏的问题,文章从产品生命周期的角度对质量数据进行了分析整理,在进行数据挖掘之前对数据的获取、数据的预处理以及数据的转化进行了讨论,构建了ETL数据预处理模型。然后对具体的数据挖掘应用方法进行了研究,提出了产品生命周期质量数据挖掘整体体系结构,并对结构中包含的数据层、方法层、知识层、应用层进行了分析阐述。

基于改进混合采样均衡化的质量规则获取

零件加工质量规则获取对于改善零件质量有重要意义。由于零件加工数据存在不均衡的问题,直接挖掘难以得到不合格品相关规则,而现有的采样均衡化方法往往存在误删关键样本、破坏样本总体分布、产生噪声等缺陷,会导致挖掘结果不准确,为此提出了面向不均衡数据集的基于改进混合采样的质量规则获取模型。先利用提出的基于关键规则欠采样与改进SMOTE过采样的混合采样均衡化方法,对质量数据均衡化处理,再使用FP-tree关联规则算法挖掘质量规则。利用企业实际生产数据,与基于FP-tree的方法、基于随机混合采样的方法进行对比分析,得出该模型在不减少获得的合格类规则及保证规则正确性的前提下,可以获取到更多的不合格类规则。

面向多约束矩形预制构件的自动排板算法研究

目前大多数预制构件生产企业采用人工排板方式,工作效率低,模台利用率低。基于排板问题的分析,建立了一种考虑间距约束、钢筋交叉和超边界约束的矩形预制构件排板优化模型。根据该排板优化模型研究了矩形预制构件自动排板算法,开发了预制构件自动排板系统。通过某预制构件生产实例对该自动排板算法进行了应用验证。

矩形微通道中气-非牛顿流体两相流实验研究

本文通过实验研究了空气与非牛顿流体在小尺寸矩形微通道中的两相流动特性,给出了在不同气液两相流速下的流型图。同时比较了气液两相流速,液相黏度,表面张力,微通道尺寸对各流型分布区域以及Taylor气泡/液柱长度的影响。发现气液两相流流速变化对流型区域的影响极为明显,而黏性力和表面张力只是在局部范围改变了流型分布。Taylor气泡长度随气液两相流速比增大而增大,随液相黏度及表面张力增大而减小。液柱长度随液相黏度增大而增大,随两相流速比及表面张力增大而减小。最后,我们给出了基于无量纲数JG/JL,Re和Ca的Taylor气泡/液柱长度预测公式,公式预测结果与实验结果基本一致。

海水淡化反渗透浓差极化数值研究

为研究海水淡化反渗透中的浓差极化问题,本文构建了新的反渗透LBM模型,能更方便地解决扩散系数较小时的计算不稳定,并与已有文献数据进行对比,验证了模型的准确性。基于该模型,本文进一步模拟分析了不同雷诺数及不同跨膜压差下的反渗透浓差极化现象。结果表明:增加雷诺数可以减小浓差极化现象,增加膜的渗透通量;而增加跨膜压差不仅增加浓差极化,也增加了渗透通量,同时也极大的增加了能耗,最终导致海水淡化的成本激增。因此,在实际应用中,需要综合考虑雷诺数及跨膜压差的大小,设置合理参数以实现海水淡化设备低成本高效率运行。

Inconel-718微构件晶粒尺度伪随机建模与仿真

现有的晶体材料微构件晶粒尺度力学行为仿真模型未充分考虑材料的晶粒尺度微结构信息,且忽略了零件外形和微结构之间的关联关系,导致仿真精度低、难以推广。面向航空航天领域微小型化发展趋势,针对热端关重件常用的多晶材料Inconel-718,开展了其微构件的晶粒尺度伪随机建模与仿真研究。获取了Inconel-718的真实三维晶粒尺度微结构统计信息,介绍了所开发的考虑几何要素的多晶材料微构件三维伪随机晶粒尺度建模方法。以Inconel-718微柱压缩、微折弯以及微齿轮旋转作为多晶材料微测试、微制造以及微小零件服役仿真案例,强调了在晶粒尺度仿真中考虑构件几何要素的必要性,并展示了所开发建模方法的应用前景。所开发多晶材料微构件晶粒尺度伪随机建模方法可直接实现任意外形Inconel-718微构件的高效准确晶粒尺度建模和力学行为模拟,且便于推广至其他晶体材料的应用中。