基于知情构造理论的单材料柔性机构拓扑优化

1

作者 苏珂 王颖 +2 位作者 梁腾腾 魏义礼 张楠楠 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期873-881,共9页

针对柔性机构在拓扑优化过程中因设计子域数增加而使设计域外径与内径的子域交接点产生材料分布进而导致拓扑结构设计子域内优化空间过少影响结构整体性能的问题,基于知情构造理论提出了单材料柔性机构拓扑优化模型,该模型通过材料属性... 针对柔性机构在拓扑优化过程中因设计子域数增加而使设计域外径与内径的子域交接点产生材料分布进而导致拓扑结构设计子域内优化空间过少影响结构整体性能的问题,基于知情构造理论提出了单材料柔性机构拓扑优化模型,该模型通过材料属性的描述以及属性参数计算,使设计子域数的取值在适应材料特征与分布的基础上进行,保证了结构具有足够的优化空间。以机构的几何增益最大为目标,建立了基于无网格伽辽金法(EFG)的单材料柔性机构拓扑优化模型。在拓扑优化过程中引入无网格伽辽金法进行EFG相对密度场的构造,利用设计域中的EFG节点来构造变形函数,在预先完成材料属性有效描述的情况下节点能够灵活布局,避免出现数值不稳定的现象从而影响性能优化效果。对典型算例应力分布进行分析,验证了提出模型的有效性。 展开更多

关键词 知情构造理论 柔性机构 拓扑优化 材料属性描述

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低碳需求驱动的产品零部件参数优化设计方法

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作者 苏珂 臧荣荣 +1 位作者 张楠楠 杨忠强 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第3期746-759,共14页

针对产品零部件服役过程碳排放难以量化和降低的问题,提出一种低碳需求驱动的产品零部件参数优化设计方法。基于零部件服役过程中的能量动态交互演变特性,建立零部件设计参数碳排放递归量化模型;应用Morris全局筛选分析法表征零部件参... 针对产品零部件服役过程碳排放难以量化和降低的问题,提出一种低碳需求驱动的产品零部件参数优化设计方法。基于零部件服役过程中的能量动态交互演变特性,建立零部件设计参数碳排放递归量化模型;应用Morris全局筛选分析法表征零部件参数敏感度与耦合强度,以筛选关键低碳设计参数;以零部件服役过程碳排放量最低为目标,建立基于改进平衡优化器算法的低碳优化模型,引入Metropolis准则构造概率适应度选择策略,改善候选解选择方法以降低优化偏差,从而获得最佳参数设计方案。最后以电动拖拉机为例进行零部件低碳设计参数优化,验证了所提方法的可行性与有效性。 展开更多

关键词 低碳需求 产品零部件 参数优化 改进平衡优化器

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基于量子概率的飞机HUD界面颜色编码认知摩擦量化和平衡研究

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作者 苏珂 王瑛雯 +1 位作者 张楠楠 管锐 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1164-1178,共15页

为解决飞机平视显示器(HUD)界面颜色编码不合理导致的认知摩擦,提出基于量子选择模型和量子类贝叶斯网络的认知摩擦量化和平衡模型。该模型利用贝叶斯-费舍尔线性分析法将飞行员的色彩视觉行为转化为量子选择模型可用的具体数值,利用量... 为解决飞机平视显示器(HUD)界面颜色编码不合理导致的认知摩擦,提出基于量子选择模型和量子类贝叶斯网络的认知摩擦量化和平衡模型。该模型利用贝叶斯-费舍尔线性分析法将飞行员的色彩视觉行为转化为量子选择模型可用的具体数值,利用量子选择模型中希尔伯特空间构建出的信念状态向量与正交轴之间的偏差角度准确量化认知摩擦,并根据孟塞尔色立体中的颜色心理三属性构建目标界面的有向无环网络图,使用潜在变量对期望最大化(EM)算法进行动态嵌入以提高贝叶斯网络参数学习的计算精确度,从而准确求解导致认知摩擦产生的影响因素的发生概率,以平衡认知摩擦。最后,借助战斗机平显巡航任务动态模拟飞行实验程序界面验证该方法的有效性。结果表明,提出的认知摩擦量化和平衡模型取得了较好效果,使用该模型优化后的界面认知摩擦减小了2.18,有效降低了用户与界面的认知摩擦,保障了飞行员的生命安全。 展开更多

关键词 认知摩擦 平视显示 量子选择模型 量子类贝叶斯网络

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基于有限元的登高消防车上车机构研究 被引量：3

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作者 吴香明 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2015年第7期919-921,共3页

介绍登高消防车上车机构,通过有限元和应力测试的方法对登高平台消防车上车机构强度进行分析。针对登高作业车复杂的工作工况进行计算,分别计算整体最大应力和各个构件的最大应力。采用3815N应力测试采集软件及BE120-3AA电阻应变片对计... 介绍登高消防车上车机构,通过有限元和应力测试的方法对登高平台消防车上车机构强度进行分析。针对登高作业车复杂的工作工况进行计算,分别计算整体最大应力和各个构件的最大应力。采用3815N应力测试采集软件及BE120-3AA电阻应变片对计算得到的最大应力区域和附近区域进行应力测试。有限元计算与试验测量数据对比分析表明有限元计算结果接近测量值,有限元方法对消防车设计有指导意义。 展开更多

关键词 登高消防车 臂架 转台 有限元 应力测试

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飞机场地面设备中支撑脚液压系统改进研究 被引量：2

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作者 刘涛 《机床与液压》 北大核心 2002年第3期161-161,176,共2页

对现有飞机场地面设备中支撑脚液压系统进行了研究、分析 ,指出了使用中常见的液压故障和产生原因 ,并且提出了利用压力继电器、针阀和限速切断阀对原有系统进行改进的方案 。

关键词 飞机场 地面设备 支撑脚 液压系统 改进 压力继电器 针阀 限速切断阀

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飞机牵引滑行工况下前起落架疲劳寿命仿真分析 被引量：1

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作者 孙艳坤 陈银 +2 位作者 张威 刘海涛 魏义礼 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期246-252,共7页

为使机场运行更加高效经济,提出一种由牵引车将飞机高速牵引滑行至跑道起飞端的新模式。在牵引滑行工况下,前起落架要承受长时间长距离的高速重载荷牵引,同时受牵引车的加速和制动特性的影响,可能导致前起落架疲劳寿命降低。于是,针对... 为使机场运行更加高效经济,提出一种由牵引车将飞机高速牵引滑行至跑道起飞端的新模式。在牵引滑行工况下,前起落架要承受长时间长距离的高速重载荷牵引,同时受牵引车的加速和制动特性的影响,可能导致前起落架疲劳寿命降低。于是,针对飞机前起落架在该工况下的载荷分析以及疲劳寿命验证十分重要。通过Adams软件建立多体动力学模型,模拟真实工况,对不同牵引滑行速度下的牵引车-飞机系统仿真,获取到前起落架的载荷谱信息。结合前起落架有限元模型静力学分析和载荷谱,通过频域寿命分析法,在nCode软件中计算得到前起落架的疲劳寿命。结果表明,高速牵引滑行工况产生的大载荷加剧前起落架疲劳损伤,疲劳损伤从减震支柱凸耳向下阻力臂延展,疲劳寿命缩短3个数量级,需要对前起落架下阻力臂进行结构优化。本文中的研究可以为新牵引滑行模式下前起落架的疲劳寿命结构优化提供参考。 展开更多

关键词 高速牵引滑行 前起落架 疲劳寿命 联合仿真 载荷谱

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飞机牵引车驾驶台人机工程仿真分析及设计改进

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作者 周宁 姚湘 +2 位作者 罗钦林 刘燕波 欧阳霜平 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第8期209-214,共6页

为提升飞机牵引车驾驶安全性和舒适性,根据其操作流程提取驾驶员关键操作姿势并进行人机工程分析。在Jack软件中导入飞机牵引车驾驶台数字模型,并根据GB∕T 10000—1988建立的成年男性人体数字模型,搭建驾驶员驾驶、换挡、操作中控屏、... 为提升飞机牵引车驾驶安全性和舒适性,根据其操作流程提取驾驶员关键操作姿势并进行人机工程分析。在Jack软件中导入飞机牵引车驾驶台数字模型,并根据GB∕T 10000—1988建立的成年男性人体数字模型,搭建驾驶员驾驶、换挡、操作中控屏、一键启动及紧急停止5个关键操作姿势;采用Jack软件对关键操作姿势进行驾驶员可视域、可达域及舒适度的仿真分析。结果表明:驾驶姿势下,驾驶台右部区域相较于前部区域的可达程度更高,且驾驶员在一键启动和紧急停止两种操作姿势下的舒适度较差。基于分析结果,将驾驶台的一键启动和紧急停止按钮布置到驾驶台右侧区域。对设计改进方案分析后发现:驾驶员一键启动与紧急停止2种关键操作姿势的Porter和Krist舒适度参数趋向舒适。采用虚拟人机工程仿真技术,对驾驶员的关键操作姿势进行人机合理性分析,可为复杂装备产品设计的方案迭代提供有效依据。 展开更多

关键词 人机工程 飞机牵引车 JACK 关键操作姿势 仿真分析

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横向磁场永磁直线电机连续往复运行时温度场计算与分析 被引量：7

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作者 赵玫 邹继斌 +2 位作者 张云亮 韩辅君 杨洪勇 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期77-83,共7页

根据横向磁场永磁直线电机在直线运动系统中的具体应用,对连续往复运行工况下电机的温升特性进行了研究。在综合考虑电机结构和运行状态特殊性的基础上,首先,建立横向磁场永磁直线电机包含机壳端盖在内且计及电枢绕组三维结构的温度场... 根据横向磁场永磁直线电机在直线运动系统中的具体应用,对连续往复运行工况下电机的温升特性进行了研究。在综合考虑电机结构和运行状态特殊性的基础上,首先,建立横向磁场永磁直线电机包含机壳端盖在内且计及电枢绕组三维结构的温度场计算模型;其次,应用传热学理论,在考虑电机热源、工作状态和电机各部分热交换等因素的前提下,给出电机中材料的热传导系数、比热容以及各个表面散热系数的确定方法,同时,给出动子表面的散热系数、气隙间动子外表面和定子内表面的散热系数随速度的变化规律;最后,计算电机在连续往复运行工况下的瞬态温度场,并通过样机实验对温度场的计算结果进行了验证。 展开更多

关键词 横向磁场 永磁直线电机 温度场 连续往复

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跨座式单轨转向架构架结构分析与优化 被引量：7

9

作者 杜子学 许念江 桑文波 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第2期94-95,99,共3页

转向架作为轨道车辆的重要组成部分,起着牵引行走和制动等重要作用,是决定列车运行安全和动力学性能最为关键的组成部分。利用CATIA软件建立了新转向架构架的三维模型;利用HyperWorks软件建立了新转向架构架的有限元模型。结合跨座式单... 转向架作为轨道车辆的重要组成部分,起着牵引行走和制动等重要作用,是决定列车运行安全和动力学性能最为关键的组成部分。利用CATIA软件建立了新转向架构架的三维模型;利用HyperWorks软件建立了新转向架构架的有限元模型。结合跨座式单轨车辆转向架构架典型受力工况,采用有限元方法,对新转向架构架进行尺寸优化详细设计、静强度分析和模态分析。优化分析结果显示,新转向架构架在满足结构强度刚度要求的同时也达到了轻量化的效果,同时构架的动态特性比较好。 展开更多

关键词 跨座式单轨车辆 转向架 尺寸优化 轻量化 模态分析

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港口用登船客梯浮动平台的设计与应用 被引量：2

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作者 刘涛 王大方 +1 位作者 崔智全 邵英浒 《机床与液压》 北大核心 2006年第1期102-102,145,共2页

为解决登船客梯与轮船对接问题,设计了一种液压式浮动平台装置。本文介绍了该装置的设计思想、工作原理等内容。实际使用效果表明,该平台装置可满足登船客梯与轮船对接的要求,且具有工作安全可靠、机构简单、成本低的特点。

关键词 液压 浮动平台 港口 登船客梯

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高空作业车辆升降机构液压系统改进设计 被引量：3

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作者 刘涛 罗念宁 +1 位作者 陈娟 邵英浒 《液压与气动》 北大核心 2005年第9期12-13,共2页

针对目前高空作业车辆升降机构液压系统提出改进意见,介绍一种用于高空作业车辆的液压双管路防爆安全阀,分析了其工作原理和使用方法。

关键词 液压 双管路 安全阀

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残疾旅客登机车动态特性分析 被引量：1

12

作者 刘涛 王大方 +1 位作者 孙以泽 邵英浒 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第7期3-5,共3页

这里运用I-DEAS建立了残疾旅客登机车的有限元模型,对所建模型进行了模态分析,并进一步分析了模型在液缸换级和承受风载荷时的动态响应。

关键词 有限元 模态 动态响应

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钻井泵陶瓷缸套的研制现状与应用 被引量：3

13

作者 杨杰 杨毅 《石油机械》 北大核心 2002年第9期54-56,共3页

在硬岩层、深井、超深井及海上钻井时 ,寿命长且性能价格比合理的钻井泵缸套倍受欢迎。由于工程陶瓷具有高硬度、高耐磨性 ,耐高温、耐腐蚀、摩擦系数小等优点 ,用其制造钻井泵缸套比较合适。综合介绍了自蔓延陶瓷缸套、陶瓷镀膜缸套和... 在硬岩层、深井、超深井及海上钻井时 ,寿命长且性能价格比合理的钻井泵缸套倍受欢迎。由于工程陶瓷具有高硬度、高耐磨性 ,耐高温、耐腐蚀、摩擦系数小等优点 ,用其制造钻井泵缸套比较合适。综合介绍了自蔓延陶瓷缸套、陶瓷镀膜缸套和陶瓷衬缸套。这 3类陶瓷缸套均采用了外层是钢、内层是陶瓷的复合结构并成功解决了钢外层与陶瓷层的牢固结合问题 ,这样在发挥陶瓷优点的同时 ,也弥补了陶瓷易脆断和强度低的不足。 展开更多

关键词 钻井泵 陶瓷缸套 研制 现状 应用 石油钻井 工程陶瓷

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中频电缆压降影响因素分析与优化方法研究 被引量：1

14

作者 张航 常国洁 +3 位作者 李子欣 高范强 王平 李耀华 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期84-92,共9页

长供电距离及高供电频率下电缆线路压降增加,导致系统供电容量及设计成本提高。为优化中频电缆线路压降,建立中频电缆简化数学模型,采用解析及有限元数值分析法研究了50~800 Hz工作频率下中频电缆交流电阻及导体电抗特性,分析了影响中... 长供电距离及高供电频率下电缆线路压降增加,导致系统供电容量及设计成本提高。为优化中频电缆线路压降,建立中频电缆简化数学模型,采用解析及有限元数值分析法研究了50~800 Hz工作频率下中频电缆交流电阻及导体电抗特性,分析了影响中频电缆压降的主要因素。在电缆结构设计方面,提出采用紧密型品字排布及减小电缆外径的方法,以降低中频电缆线路压降。额定电压12 kV/20 kV,截面积300 mm^(2)中频电缆Ansys仿真计算结果以及所搭建电缆压降平台测试结果,验证了所提优化方法的有效性。试验结果表明,采用紧密品字形排布方式且电缆外径减薄3 mm时,电缆压降可降低约10%。 展开更多

关键词 中频电缆 电缆模型 交流电阻 导体电抗 压降优化 压降测试

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张量鲁棒主成分分析及其在故障诊断中的应用 被引量：1

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作者 孙卫强 谭春隆 易灿灿 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第10期119-122,共4页

通常采集到的机械设备振动信号具有典型的非线性、非平稳特性,并且含有强背景噪声。一种新的张量鲁棒主成分分析方法被提出,该方法假设张量数据能被分解为代表信号特征的低秩成分和代表噪声的稀疏成分的叠加。首先将采集的一维信号重构... 通常采集到的机械设备振动信号具有典型的非线性、非平稳特性,并且含有强背景噪声。一种新的张量鲁棒主成分分析方法被提出,该方法假设张量数据能被分解为代表信号特征的低秩成分和代表噪声的稀疏成分的叠加。首先将采集的一维信号重构到三维张量空间,然后通过求解一个凸优化问题来提取张量数据的低秩特征成分,从而实现信号的特征提取。该问题实质是由Tucker分解模型相关的Tucker秩凸包络的核范数和稀疏成分范数的联合最小化问题。分别通过仿真实验和实测的轴承外圈故障信号进行分析,结果表明提出的方法能成功的提取故障特征信息。 展开更多

关键词 张量 Tucker分解 鲁棒主成分分析 凸优化 特征提取

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三相四线制逆变器中性点电压脉动抑制新型拓扑 被引量：5

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作者 蔡春伟 郭玉兴 +1 位作者 安普风 张云亮 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期49-56,共8页

三相分裂电容式逆变器在负载不平衡条件下,中线电流流入分裂电容,使得中性点电位发生脉动,影响三相输出电压幅值相位。而且中线电流增大需要更大容量的分裂电容以减小电压脉动,以保证三相电压对称,但电容容量的增大增加了逆变器成本和... 三相分裂电容式逆变器在负载不平衡条件下,中线电流流入分裂电容,使得中性点电位发生脉动,影响三相输出电压幅值相位。而且中线电流增大需要更大容量的分裂电容以减小电压脉动,以保证三相电压对称,但电容容量的增大增加了逆变器成本和体积。针对由分裂电容本身的差异性和负载不平衡度增大时导致电容电压不均衡增大的问题,将高频变换电路用于三相分裂电容逆变器的前级,均衡分裂电容电压,提出了一种三相四线制逆变器中性点电压脉动抑制拓扑,并详细分析了其工作模态。经过仿真和实验验证,该拓扑结构有效地提高了逆变器对三相不平衡负载的抑制能力,同时降低了分裂电容的容量与体积。 展开更多

关键词 三相四线制逆变器 分裂电容 三相不平衡负载 中性点电压脉动抑制 高频变换电路

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飞机维修升降平台车液压系统的设计 被引量：4

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作者 谷青松 刘启东 《液压与气动》 北大核心 2005年第9期18-19,共2页

该文介绍了国内首台飞机维修升降平台车液压系统的设计、研究,论述了飞机维修升降平台车液压系统的工作原理。

关键词 液压系统 修正节流阀 分流集流阀 液压锁

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6×6机场消防车底盘性能仿真及试验验证

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作者 朱强 许秀芝 +1 位作者 孙晓建 徐家川 《农业装备与车辆工程》 2022年第12期179-182,共4页

利用Cruise软件建立某6×6机场消防车底盘动力系统模型,分别选用2种发动机进行动力性能仿真,为动力系统选配提供参考。对实际车辆进行了试验,仿真结果与试验数据很接近,验证了所建模型的合理性。

关键词 消防车 底盘 动力性能 仿真模型

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一种新型飞机污水车的设计应用

19

作者 谷青松 刘启东 《液压与气动》 北大核心 2005年第8期32-33,共2页

介绍了新型飞机污水车的设计、研究,详细论述了真空系统及其液压系统的工作原理,并与同类车型进行了对比,阐述了其优点。

关键词 真空系统 呼吸阀 防冒 液压系统

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机场配餐车液压系统的改进设计

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作者 刘启东 谷青松 齐涛 《液压与气动》 北大核心 2006年第3期61-62,共2页

以现国内机场普遍使用的配餐车为参考机型,对其整车液压系统进行了改造设计,解决了液压系统在工作中存在的主要故障及缺陷。

关键词 液压系统 单向节流阀 叠加式溢流阀 故障现象

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