基于物联网的制造平台

针对制造业信息化对智能化、服务化和精益化的需求,提出基于物联网的制造平台框架。基于云服务的产品协同设计系统包括基于云服务的协同设计虚拟环境、基于PLM的设计过程数字化和设计支持智能化;基于物联网的数字化制造平台采用物联网技术和设备监控技术采集数据,依托制造资源和制造能力云,对工厂内的制造资源、生产过程、物料和质量等进行集中管控。

基于旋量理论的混联拟人机械腿的运动学分析

针对并联机构的强耦合性导致运动分析复杂化的问题,提出了一种包含部分解耦并联机构的新型6自由度混联拟人机械腿构型。首先,根据人体腿部的运动解剖特性,阐述了该混联机构的布局形式。其次,综合Paden-Kahan子问题与空间几何法,拓展了Paden-Kahan子问题在解决少自由度并联机构位置反解问题上的应用,求出了拟人机械腿的逆解方程;基于拟人机械腿机构的几何结构,采用代数法推导了位置正解的显示解析式。然后基于李代数se(3)的双线性对称形式(Klein型),推导出混联机械腿的运动学传递矩阵。最后通过数值算例验证了基于旋量理论建立的混联机械腿运动学模型的正确性,为该机构的进一步研究奠定了理论基础。

基于改进离散微粒群优化算法的混流装配线多目标排序

产品投产排序是混流装配线有效运作的关键,它是标准微粒群算法无法直接应用的离散空间问题。提出改进离散微粒群优化算法来解决混流装配线多目标排序问题。提出了适应离散编码的粒子位置编码方式,有效避免了不可行解的产生,提高算法效率。引入了动态参数及自适应逃逸机制增强了粒子的多样性和搜索性能。分析了装配线参数变化对目标函数和相应投产序列的影响,并确定出了能够获得最优解的合理参数范围。提出评价指标对改进离散微粒群优化算法与基本离散微粒群优化算法进行了对比,对实际混流装配线的仿真实验表明提出的改进微粒群优化算法可以直接应用于离散排序问题,是一种高效的混流装配线排序算法。改进微粒群优化算法与遗传算法的仿真实验对比显示了提出方法在混流装配线排序问题中的优越性。

穿越策略下考虑相关性的货位优化方法

为研究品项相关性对拣货效率的影响规律,通过分析穿越策略下分区分批拣货时品项间相关性关系的特点,以批次拣货时间最短为目标建立了货位指派优化的数学模型,提出基于品项相关性的货位指派优化算法(SASC_C),该算法以COI法解为初始解,通过货位逐次变换策略将相关性强的品项尽可能的指派到尽可能少的巷道中来提高拣货效率.算法测试结果表明:SASC_C算法的收敛速度明显快于不考虑相关性的随机型算法(SASR);求解质量平均改进约1.06%～10.6%,比COI法的解平均改进0.73%～14.6%;相关性强度越高,改进效果越明显;在穿越策略下,改进效果随访问巷道数的增多而减弱.充分利用品项间的相关性关系进行货位优化,有利于提高穿越策略下的拣货效率.

冷却速率对HDPE厚壁制品收缩及缩孔形成的影响

运用注射成型分析软件Moldflow,分析了高密度聚乙烯30 mm立方体塑件在不同冷却条件下的体积收缩率。分析结果表明:较高的模具温度和适当的熔体温度使厚壁塑件壳层-芯层体积收缩率差异达到最小,同时能够避免内部缩孔的形成。实验对比验证表明:模温达到120℃时,内部缩孔基本消失。

集成式大功率LED路灯散热器的结构设计

LED作为新一代绿色光源,正在被广泛的应用于照明行业。对于LED灯具来说,正常工作的前提是要具备良好的散热能力。利用CAE并结合正交分析法模拟分析了集成式大功率LED路灯散热器结构。通过分析翅片的高度、厚度、个数以及基板的长度、厚度、宽度等六个参数对其温度场的影响,得出较优的结构参数组合,使LED工作温度降低到要求温度以下,并使散热器的质量较轻。

基于ANSYS的热板温度场模拟与优化设计

针对热板表面温差偏大问题进行三维有限元温度场分析,用参数化设计语言(APDL)编写优化分析文件,再调用ANSYS的优化设计模块,采用综合优化法对热管间距和热管功率进行优化分析。结果显示,优化方案较原设计方案热板表面最大温差降低61%,效果显著,为优化热板温度场提供一种快速、科学的方法。

基于SLP方法的生产车间设施优化布置

合理的设施布置能够节省物料搬运费用,缩短生产周期,加快流动资金周转。在对LH企业生产车间设施布置现状调研分析的基础上,针对该企业存在的物流不畅的问题,以公司主要产品的加工工艺为切入点,测定物料在车间内部与车间之间的物流量与搬运距离,并归纳出问题的症结在于车间设施布置不合理。运用系统布置设计(SLP)方法对车间设施布置进行改善,通过对比车间改善前后物料搬运状况,明确了系统布置设计方法改善方案的有效性。

冷热电联产系统评价指标体系的研究

对如何建立冷热电联产(CCHP)系统综合评价指标体系进行研究,提出了一种CCHP系统综合评价指标体系的建立方法:首先构建设计框架,再将指标整理并按属性归类,形成多层次的指标体系,最后用主成分分析(PCA)法对指标体系进行修正。据此方法,建立了一套具有一定灵活性的多层次指标体系,该指标体系由固定指标体系和灵活性指标框组成,可用于不同场合的CCHP系统的综合评价。

求解第二类装配线平衡问题的改进蚁群算法

为求解给定工作站数求最小节拍的第二类装配线平衡问题,提出一种改进的蚁群算法。该算法在作业和工作站之间释放信息素,对信息素采用局部更新和仅对当前最优路线更新的全局更新策略以及最大最小控制策略;利用位置权重和时间偏差作为混合启发式信息,兼顾最小节拍和负荷均衡两个目标;构造综合考虑最大、概率和随机三种方式的混合搜索机制来提高算法的搜索效率。通过对测试问题集的验证,说明了算法在求解不同规模第二类装配线平衡问题时的有效性。

热管散热器数值仿真模型

热管作为导热性能特别高的良好传热元件近年来得到不断重视而越来越多运用于散热器结构中。但关于热管数值分析的方法研究不多,未能有效指导热管散热器结构设计。文章分析了热管导热的基本原理和内部结构,提出了一种适合热管传热数值分析的简化热传导仿真模型,将热管的复杂热特性用简化模型的当量热传导系数来表达,利用所提出的简化热传导仿真模型对一实际散热器进行分析、实验验证了该仿真结果,并讨论了热管导热效能必要条件。

精密球体研磨加工的在线检测与优化控制

振动信号是反映球体研磨状态的重要途径,利用基于虚拟仪器的研磨振动检测与分析系统,对精密球研磨加工过程中的振动信号进行了检测和分析。分析结果表明,精密球体研磨加工的振动信号能有效地监控整个研磨过程,实时地反映球体研磨的状态和精度,从而为进一步提出精密球体研磨加工的优化控制方案创造条件。

HDPE厚壁制品收缩及缺陷形成分析

利用Moldflow3D网格模型,对边长为30mm的高密度聚乙烯(HDPE)立方体进行填充保压分析,分别模拟分析了模温、保压时间、熔体温度和保压压力对厚壁制品体积收缩率的影响。结果表明,模温和保压时间对其体积收缩率影响最为显著。根据模温对厚壁制品体积收缩率的影响及厚壁制品表面凹陷和内部缩孔的形成机理,将注射成型的HDPE立方体置于3种不同的冷却环境中,发现凹陷和缩孔的形成情况与理论预期结果一致,当冷却环境温度为120℃时,缩孔消失。

我国热磨机磨片的研究应用及发展

阐述了我国热磨机磨片的研究现状,主要涉及磨片磨损机理、磨片材料以及磨片齿型等方面的研究,并简要介绍了我国磨片生产的现状与发展水平,提出未来几年我国热磨机磨片研究与开发的重点与热点。

石墨烯层数的表征

阐述了表征石墨烯层数的几种手段,主要有透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RAMAN)、原子力显微镜(AFM)、光学显微镜和扫描隧道显微镜(STM)等,并指出了各种表征手段的局限性。石墨烯层数的表征方法还有待完善。

注塑件去应力过程数值模拟

针对车灯灯罩易发生开裂的情况,提出了一种降低注塑件残余应力的方法。首先使用Moldflow分析软件,借助正交优化方法,对注塑成型工艺参数进行优化,以降低注塑件模内残余应力。然后使用ANSYS分析软件,模拟制品去应力退火的过程。结果表明,灯罩残余应力大大降低。这对指导工程实际生产,提高生产效率和产品质量,具有重要意义。

移动机器人环境视觉小波稀疏压缩传感和识别

视觉环境认知,尤其处理实时性,是自主移动机器人研究的重要内容之一,而减少视觉信息数据处理量是提高视觉感知处理性能的重要举措之一。基于小波稀疏和灰度共生矩阵,对两种典型环境图像的压缩传感信息进行了纹理特征提取与直接识别研究。结果表明:进行小波稀疏的两种压缩传感环境图像信息保留了原始图像特征,能够直接进行环境特征认知,在一定程度上说明了压缩传感信息直接特征识别的可行性。

MoS_2与TiO_2一维纳米复合材料的制备与表征

本文采用气相还原法制备了MoS2包覆TiO2的一维纳米复合材料,首先用水热法制备TiO2纳米管,并制备前驱体(NH42)MoS4;用浸渍法将(NH4)2MoS4附着于TiO2纳米管表面;然后利用氢气还原前驱体得到MoS2包覆层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征所得产物的结构及微观形貌。结果表明当还原反应温度较高(≥600℃)时,产物呈烧结状态,而当反应温度为500℃时,可以得到表面均匀包覆MoS2的TiO2纳米管复合材料,其中包覆层MoS2的结晶程度较低。在此基础上,本文提出了该产物的生长模型,并对包覆前后的样品做荧光性能分析。

钙掺杂对SrLaCo铁氧体微结构及磁性能的影响

采用陶瓷工艺制备了永磁铁氧体Sr0.55-xCaxLa0.45Fe10.85Co0.35O19(0≤x≤0.35),以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料的物相组成和微观形貌进行了表征,以铁氧体永磁测量仪对材料的磁性能进行了检测。结果表明,钙掺杂后磁体主要由M相组成,但钙掺杂量x=0.25时磁体中出现了少量的Fe2O3相。钙掺杂后磁体的晶粒尺寸、长径比增加,当x=0.25时,a向平均晶粒尺寸(平行于试样表面方向)达到1.23μm,长径比达到2.32。随着钙掺杂量增加磁体的剩磁逐渐减小,而钙掺杂量对磁体的矫顽力影响比较复杂,当掺杂量x=0.05、0.35时磁体的矫顽力表现为减小,当掺杂量x=0.15、0.25时磁体的矫顽力明显提高。

下颌骨缺损肋骨移植术后种植设计及生物力学评价

目的:通过对单侧肋骨移植术后种植体植入的下颌骨进行几何模拟和有限元分析,评价其生物力学情况以指导,此类颌骨的种植修复。方法:基于CT扫描和图像处理技术,建立下颌骨缺损肋骨修复的几何和有限元力学模型。结合修复需要,利用计算机模拟种植部位并进行有限元分析,评价该种植设计方案的可行性和生物力学性能。结果:该患者下颌骨肋骨移植术后可进行种植修复,种植后应力集中于35近中区域,可垂直肋骨植入,后期需进一步制作赝复体,调整咬合关系。结论:可通过术前CT图像处理技术及生物力学分析,设计种植体位置和角度,后期制作赝复体、调,减少应力,提高肋骨移植术后下颌骨种植修复的精确性和成功率。