检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2020年第7期56卷 171-180页

作者：杜义贤尹鹏李荣田启华周祥曼三峡大学机械与动力学院宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002

理想的碰撞吸能结构在吸收碰撞能量的同时应具备一定的承载能力,更好地保护人员及设备安全,而现有方法一般仅从宏观或细观单一角度进行碰撞吸能结构设计,不能很好地兼顾吸能和承载需求。构型呈梯度变化的梯度结构具有很好的碰撞吸能特性... 详细信息

理想的碰撞吸能结构在吸收碰撞能量的同时应具备一定的承载能力,更好地保护人员及设备安全,而现有方法一般仅从宏观或细观单一角度进行碰撞吸能结构设计,不能很好地兼顾吸能和承载需求。构型呈梯度变化的梯度结构具有很好的碰撞吸能特性,故本文利用宏细观一体化设计思想,从宏观结构和单胞构型的两个方面出发,以结构刚度表征承载特性,负泊松比表征吸能特性,提出了兼具吸能和承载特性的梯度结构宏细观跨尺度拓扑优化方法。在宏观尺度,基于功能梯度及聚类分析思想,研究出具有刚度梯度特性的结构宏观区域划分优化方法;在细观尺度,基于能量均匀化理论建立了以结构刚度和负泊松比为目标函数的多目标拓扑优化模型。对优化得到的结构吸能与承载特性进行测试与分析,结果验证了所提出的方法能够有效地应用于防撞结构设计。

关键词：拓扑优化梯度结构吸能特性承载特性

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梯度空心多孔结构优化设计方法

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中国机械工程 2022年第23期33卷 2867-2878页

作者：田启华舒正涛付君健杜义贤周祥曼田磊三峡大学机械与动力学院宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002

针对空心多孔结构参数化建模困难、承载性能不足的问题,提出了一种梯度空心多孔结构优化设计方法。将不同水平参数的I-WP(I-wrapped package)型三周期极小曲面进行布尔运算实现了空心多孔结构单胞的隐式建模,并基于数值均匀化法对该结... 详细信息

针对空心多孔结构参数化建模困难、承载性能不足的问题,提出了一种梯度空心多孔结构优化设计方法。将不同水平参数的I-WP(I-wrapped package)型三周期极小曲面进行布尔运算实现了空心多孔结构单胞的隐式建模,并基于数值均匀化法对该结构的等效弹性属性进行了评估。通过引入凸优化理论的仿射概念,构造混合水平集函数,实现了梯度空心多孔结构的参数化建模;以刚度最大化为目标函数,建立了基于混合水平集方法的梯度空心多孔结构拓扑优化模型,通过优化准则算法进行求解,得到了具有良好连续性的梯度多孔结构。对优化结构进行了有限元分析,并采用选择性激光烧结技术制造了模型样件,开展了力学实验。数值案例和实验结果表明,该方法可有效实现空心多孔结构的参数化设计,显著提高了多孔结构的承载性能。

关键词：空心多孔结构参数化建模均匀化法混合水平集法力学实验

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改进的抑制灰度单元的拓扑优化方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2020年第12期32卷 2003-2012页

作者：高翔王林军杜义贤三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌4430022 三峡大学机械与动力学院宜昌443002

固体各向同性材料惩罚法或材料属性有理近似法所得拓扑优化结构中存在大量灰度单元,且现有Heaviside投影函数存在频繁调用密度矩阵的问题,进而导致计算效率较低.针对此问题提出了一种基于改进Heaviside投影函数的抑制灰度单元的拓扑优... 详细信息

固体各向同性材料惩罚法或材料属性有理近似法所得拓扑优化结构中存在大量灰度单元,且现有Heaviside投影函数存在频繁调用密度矩阵的问题,进而导致计算效率较低.针对此问题提出了一种基于改进Heaviside投影函数的抑制灰度单元的拓扑优化方法,首先,建立以结构柔度最小化为设计目标的拓扑优化模型;然后,通过固体各向同性材料惩罚法或材料属性有理近似法计算杨氏模量;最后,通过Heaviside投影函数抑制灰度单元,并由优化准则法求解拓扑优化问题.数值模拟结果表明,文中2个Heaviside投影函数能够稳定和有效地抑制灰度单元,且二者分别对固体各向同性材料惩罚法和材料属性有理近似法所得结构的清晰度和刚度的改进效果比较明显.

关键词：拓扑优化变密度法 Heaviside投影函数抑制灰度单元

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温度梯度对生物质气流床气化产物的影响

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煤炭转化 2024年第3期47卷 38-44页

作者：廖雷熊家辉余万梅洁易为水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

气化温度是影响生物质气化性能的重要参数,而工业气化炉内温度分布不均匀,阻碍了生物质高效气化的发展进程。为了预防或减少温度分布不均所造成的不良影响,提高生物质气化性能,通过实验方法研究了炉内温度梯度(axial temperature gradie... 详细信息

气化温度是影响生物质气化性能的重要参数,而工业气化炉内温度分布不均匀,阻碍了生物质高效气化的发展进程。为了预防或减少温度分布不均所造成的不良影响,提高生物质气化性能,通过实验方法研究了炉内温度梯度(axial temperature gradient,ATG)对生物质气化三相产物的影响。实验设定落下床的上段炉温为1300℃不变,下段炉温范围为900℃~1300℃以模拟工业气化炉火焰区存在的轴向温度梯度,以碳转化率和冷煤气效率为评价指标,对松木屑的气化特性进行了实验分析。结果表明:在ATG为100℃~300℃范围内,合成气中有效气体(CO+H_(2))产率、碳转化率和冷煤气效率随着ATG的增大而逐渐减小。半焦产率均低于0.2%,表明松木屑在上段炉(450 mm)1300℃高温区域内几乎实现了半焦的完全气化。碳烟为生物质高温气流床气化的主要含碳固体产物,其产率为半焦产率的3~6倍,且难以被完全清除。当上下两段的ATG高于300℃时,气相均相重整和气-固非均相反应在下段低温区几乎停滞,产物产率、碳转化率和冷煤气效率几乎保持不变,同时有少量焦油生成,占比约0.01%。

关键词：轴向温度梯度生物质气流床气化合成气碳烟

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基于云模型人工鱼群算法的模糊优化设计

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工程设计学报 2021年第4期28卷 433-442页

作者：高翔王林军杜义贤李响徐柳三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

云模型是通过熵来控制云滴的不确定度,并利用模糊集理论中的隶属函数来判断云滴的优劣,其正向云发生器可显著提高智能优化算法的全局寻优能力。为此,采用云模型中的正向云发生器来改进人工鱼群算法(称为云模型人工鱼群算法),并将其应用... 详细信息

云模型是通过熵来控制云滴的不确定度,并利用模糊集理论中的隶属函数来判断云滴的优劣,其正向云发生器可显著提高智能优化算法的全局寻优能力。为此,采用云模型中的正向云发生器来改进人工鱼群算法(称为云模型人工鱼群算法),并将其应用于机械零部件的模糊优化设计。首先,确定模糊综合评判所需的机械零部件的相关参数,并通过模糊综合评判确定其最优水平截集;然后,采用增广乘子法和云模型人工鱼群算法来求解机械零部件的模糊优化问题,并利用拟离散法将机械零部件的参数调整至对应的尺寸系列中,且确保其可通过疲劳强度校核。直齿圆柱齿轮和内燃机气门弹簧的模糊优化设计结果表明:为确保约束条件可被满足,应取较大的罚因子,使得拉格朗日函数中的Hessian矩阵正定;云模型可显著提高人工鱼群算法的寻优能力。所提出的模糊优化方法可广泛应用于机械零部件的设计,这对工程实际具有一定的意义。

关键词：增广乘子法云模型人工鱼群算法模糊优化直齿圆柱齿轮气门弹簧

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生态视角的复杂产品协同设计网络稳定性研究

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复杂系统与复杂性科学 2023年第1期20卷 88-94页

作者：彭巍胡远航龚壮辉三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对复杂产品群智协同设计网络中用户群体结构对其稳定性的影响机制不明确的问题,提出了新的网络稳定性分析方法。基于生态位理论分析了网络中的生态角色,定义了个体生态位表征模型,采用移除网络节点方式进行了实证研究。研究发现,生态... 详细信息

针对复杂产品群智协同设计网络中用户群体结构对其稳定性的影响机制不明确的问题,提出了新的网络稳定性分析方法。基于生态位理论分析了网络中的生态角色,定义了个体生态位表征模型,采用移除网络节点方式进行了实证研究。研究发现,生态位宽度大的多面手和普通设计者及具有较小生态位宽度的多面手是影响网络稳定性的关键角色。研究成果能够为复杂产品群智协同设计网络的精准调控提供参考。

关键词：复杂产品群智协同设计网络稳定性生态位

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基于自适应局部迭代滤波和能量算子解调的滚动轴承故障特征提取

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南京理工大学学报 2018年第4期42卷 445-452页

作者：陈保家汪新波赵春华陈法法邱光银田红亮三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

为了提高滚动轴承的故障特征提取可靠性,该文提出了一种基于自适应局部迭代滤波(Adaptive local iterative filtering,ALIF)和能量算子解调的滚动轴承故障特征提取的方法。该方法首先利用ALIF将轴承的故障振动信号分解为若干个本征模态... 详细信息

为了提高滚动轴承的故障特征提取可靠性,该文提出了一种基于自适应局部迭代滤波(Adaptive local iterative filtering,ALIF)和能量算子解调的滚动轴承故障特征提取的方法。该方法首先利用ALIF将轴承的故障振动信号分解为若干个本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)分量,然后对包含故障信息最多的分量进行能量算子解调,得到分量的包络谱来提取轴承的故障特征。仿真结果表明:ALIF能够准确获取IMF分量,解决经验模式分解(Empirical mode decomposition,EMD)带来的模式混叠问题,结合能量算子解调方法能更好地凸显故障信号的包络谱特征,有效地提取轴承故障特征频率。

关键词：自适应局部迭代滤波本征模态函数滚动轴承能量算子特征提取经验模式分解包络谱

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空间有序石墨/铝基自润滑复合材料的制备

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材料热处理学报 2017年第12期38卷 1-5页

作者：叶喜葱林咸参曹如心肖克强吴海华赵光伟李波三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002

利用选择性激光烧结技术制备了空间有序的石墨骨架,并对石墨骨架进行二次固化、浸渍强化、镀铜等处理,进而将镀铜石墨骨架和铝合金进行铸造复合,制备了空间有序石墨/铝基自润滑复合材料,并对复合材料及铝合金基体的摩擦系数进行研究。... 详细信息

利用选择性激光烧结技术制备了空间有序的石墨骨架,并对石墨骨架进行二次固化、浸渍强化、镀铜等处理,进而将镀铜石墨骨架和铝合金进行铸造复合,制备了空间有序石墨/铝基自润滑复合材料,并对复合材料及铝合金基体的摩擦系数进行研究。结果表明:载荷为100~200 N时,随着载荷的增加,石墨/铝基自润滑复合材料稳定摩擦阶段的摩擦系数增大,当载荷为100 N,石墨含量10%时,复合材料的稳定摩擦阶段的摩擦系数低至0.30左右,铝合金基体的稳定摩擦阶段的摩擦系数为0.65左右。

关键词：空间有序石墨铝合金自润滑复合材料摩擦系数

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铝胶焊双搭接接头上应力分布的数值分析

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焊接学报 2009年第11期30卷 13-16页

作者：游敏李智赵美蓉郭彬晏嘉陵三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 中国长江三峡开发总公司机电工程部湖北宜昌443002

用弹塑性有限元法研究了胶粘剂弹性模量和焊点相对位置对铝胶焊双搭接接头胶层中应力分布的影响.结果表明,胶粘剂弹性模量对铝胶焊双搭接接头胶层中部和界面附近的应力分布的影响较为显著,采用低弹性模量胶粘剂使得焊点的承载作用突出;... 详细信息

用弹塑性有限元法研究了胶粘剂弹性模量和焊点相对位置对铝胶焊双搭接接头胶层中应力分布的影响.结果表明,胶粘剂弹性模量对铝胶焊双搭接接头胶层中部和界面附近的应力分布的影响较为显著,采用低弹性模量胶粘剂使得焊点的承载作用突出;采用高弹性模量胶粘剂时,胶层所承担载荷增加.焊点中心位置对铝胶焊双搭接接头胶层中部的应力分布有一定影响,随焊点中心向搭接区左侧移动,铝胶焊双搭接接头胶层中部的应力峰值逐渐增大,等效应力由焊点中心与搭接区中心重合时的55.2MPa增大到焊点中心距搭接区中心7 mm时的77.4 MPa,增幅达40.2%.因此采用低弹性模量胶粘剂和使焊点中心与搭接区中心重合可以有效提高接头的承载能力.

关键词：胶焊弹性模量双搭接接头应力分布数值分析

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基于公理设计和多色集合的树障清除机器人方案设计

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计算机集成制造系统 2022年第9期28卷 2782-2793页

作者：杜轩李宝万方子帆三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443000 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443000 机器人与智能系统宜昌市重点实验室湖北宜昌443000

针对电力线路树障清除机器人的设计需求,将公理设计(AD)与多色集合(PS)相结合,实现了机器人的方案设计。首先,建立了公理设计的功能—结构模型,利用独立性公理保证了功能需求的独立性;然后基于结构库构建了树障清除机器人的多色集合层... 详细信息

针对电力线路树障清除机器人的设计需求,将公理设计(AD)与多色集合(PS)相结合,实现了机器人的方案设计。首先,建立了公理设计的功能—结构模型,利用独立性公理保证了功能需求的独立性;然后基于结构库构建了树障清除机器人的多色集合层次结构模型,通过约束条件的形式化描述建立了功能结构约束矩阵,并基于约束矩阵推理出可行方案;使用模糊信息公理的评价方法,从可行方案中选择出最佳的设计方案;最后根据设计方案制作样机进行了实验,实验结果验证了设计方法的有效性和设计方案的可行性。

关键词：树障清除机器人公理设计多色集合模糊信息公理方案配置

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