检索结果-内蒙古大学图书馆

太阳能学报 2022年第2期43卷 415-423页

作者：陈文婷张铂炅林勇刚李伟刘航顾亚京流体动力与机电系统国家重点实验室(浙江大学) 杭州310027

在基于叶片根部载荷的PID独立变桨控制的基础上,引入激光雷达并提出优化的独立变桨控制方法。利用激光雷达可重建风力机前方风场信息的特点,对风力机前方风速进行提前测量。提出并使用统一风演化模型对所测数据进行二次处理,得到更贴近... 详细信息

在基于叶片根部载荷的PID独立变桨控制的基础上,引入激光雷达并提出优化的独立变桨控制方法。利用激光雷达可重建风力机前方风场信息的特点,对风力机前方风速进行提前测量。提出并使用统一风演化模型对所测数据进行二次处理,得到更贴近实际的叶轮中心风速,进一步使用所提出的分离测风方法对叶根载荷进行提前计算,根据载荷的计算值进行独立变桨控制。该方法可用于解决由于信号延迟、变桨执行机构延迟导致的风速与桨距角不匹配问题。在保证发电功率平稳的情况下,进一步减小风力机工作时的叶根载荷及轮毂不平衡载荷。使用TurbSim软件生成风模型,并采用Matlab/Simulink及FAST进行联合仿真。仿真结果表明,在额定风况下,不平衡载荷相较于传统独立变桨方法有8.07%~11.17%的减小量,阵风风况下可将冲击载荷峰值减小32.06%。

关键词：风电机组激光雷达风速演化分离测风独立变桨

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三维CAD软件性能自动化测试与变粒度可视评价

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西安交通大学学报 2023年第8期57卷 92-104页

作者：程锦叶虎强冯劲松刘振宇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310058 武汉开目信息技术股份有限公司武汉430076 浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058

针对三维CAD软件性能指标缺乏参照基准而难以量化、现有软件性能评价方法不够直观等不足,提出了基于自动化测试与三角变换的三维CAD软件性能变粒度可视评价方法。首先,开发三维CAD软件统一测试接口和自动化测试工具,设计测试用例,通过... 详细信息

针对三维CAD软件性能指标缺乏参照基准而难以量化、现有软件性能评价方法不够直观等不足,提出了基于自动化测试与三角变换的三维CAD软件性能变粒度可视评价方法。首先,开发三维CAD软件统一测试接口和自动化测试工具,设计测试用例,通过相同的工具和用例对各三维CAD软件进行统一自动化测试,获取性能数据,通过国外对标软件测试建立参照基准,实现性能指标的量化;其次,对性能测试数据进行预处理,根据各指标的重要性构造归一化数据矩阵,通过三角多项式变换分别构造粗、细粒度下三维CAD软件性能的调和曲线图,引入基于乐观锁思想的数形结合法,基于格拉布斯准则与数形结合法检验数据的有效性;最后,通过变粒度的调和曲线可视聚类分析,直观得出三维CAD软件性能的评价结果。实例结果表明:所提方法能实现国产软件与对标软件性能的差异分析,直观地获得了三维CAD软件性能评价结果,为用户选择合适的软件提供了直观的决策依据,并与一般的基于层次分析的评价方法进行一致性比较,验证了所提方法的可靠性和有效性。

关键词：三维CAD软件自动化测试三角变换变粒度可视评价

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聚四氟乙烯材料切削工艺和应用研究进展

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中国机械工程 2024年第3期35卷 498-514页

作者：倪敬崔智何利华付新朱泽飞杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料。相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件。然而,PTFE材料具有韧性强、回... 详细信息

聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)因其优异的物理化学性能而成为生产制造电子通信、航空航天等领域关键零部件的重要材料。相比模压烧结工艺,切削工艺能够更高效地加工结构较为复杂的PTFE零部件。然而,PTFE材料具有韧性强、回弹性高、导热性差和线膨胀系数大等特点,使得其切削加工质量难以保证,在一些特殊领域,对PTFE零部件的表面洁净度更是有极高的要求,这些都对PTFE材料的切削工艺提出了新的挑战。从PTFE材料的基础力学和物理化学等特性出发,总结了PTFE材料的切削加工性;结合聚合物切削理论及其研究方法分析了PTFE材料的切削去除机理;阐述了PTFE及其复合材料的车、铣、钻等切削加工工艺;最后概述了PTFE材料切削工艺在相关重要领域的应用现状,并从材料性能研究、基础切削理论研究、切削工艺探索等方面总结了现有研究和应用中存在的问题,对未来研究的发展趋势和研究重点进行了展望。

关键词：聚四氟乙烯切削机理切削工艺力学性能

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三维CAD技术研究进展及其发展趋势综述

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机械工程学报 2023年第23期59卷 158-185页

作者：程锦叶虎强谭建荣刘振宇楼亦斌王荣浙江大学设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310058 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310058 浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058

三维CAD软件是整个工业软件体系的核心与基础,但目前中国高端三维CAD软件市场被国外工业巨头所垄断,国产三维CAD软件在中端市场的占有率也很低,严重威胁我国工业系统的安全。为探明三维CAD发展方向,给出国产三维CAD软件高质量发展的可... 详细信息

三维CAD软件是整个工业软件体系的核心与基础,但目前中国高端三维CAD软件市场被国外工业巨头所垄断,国产三维CAD软件在中端市场的占有率也很低,严重威胁我国工业系统的安全。为探明三维CAD发展方向,给出国产三维CAD软件高质量发展的可行路径,系统梳理了三维几何建模引擎、几何约束求解、CAD数据交换、CAD接口与二次开发、产品信息集成、设计知识处理、大规模装配、基于模型的定义等三维CAD关键技术的研究进展,探讨了其技术难点及发展方向;在深入调研国内外三维CAD软件发展现状的基础上,分析了国产三维CAD软件存在的差距及其根源;阐述了三维CAD软件集成化、智能化、云端化、专业化、一体化等发展趋势,并给出了国产三维CAD软件实现高质量发展的若干建议。

关键词：三维CAD 集成化智能化云端化专业化一体化

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基于拓扑优化和晶格填充的四足机器人肢腿单元轻量化设计

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机械工程学报 2024年第4期60卷 420-429页

作者：纵怀志艾吉昆张军辉江磊谭树杰刘余贤苏琦徐兵浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州230027 中兵智能创新研究院北京100072 南京航空航天大学机电学院南京210016

液压四足机器人具有离散的落足点和较大的负重能力等特点,在无人监测、灾难救援和物资运输等场景中具有广阔的应用前景和重要的研究价值。作为四足机器人最关键的运动单元,肢腿单元的重量直接影响其动态性能。因此,根据肢腿单元的运动... 详细信息

液压四足机器人具有离散的落足点和较大的负重能力等特点,在无人监测、灾难救援和物资运输等场景中具有广阔的应用前景和重要的研究价值。作为四足机器人最关键的运动单元,肢腿单元的重量直接影响其动态性能。因此,根据肢腿单元的运动特点开展轻量化设计显得尤为重要。针对SpurlosⅡ肢腿单元的大腿结构存在较多冗余重量的问题,利用变密度惩罚法对其进行拓扑优化,通过基于B样条拟合二维切片轮廓的方法对优化后的网格型模型进行重构。针对模型重构带来的局部应力集中问题,引入晶格填充结构,实现局部优化。优化后,大腿部件的重量为1007.19 g,降低了36.01%;大幅度减重的同时,大腿部件的最大等效应力降低了1.41%。最后,优化后的肢腿单元在不同频率下的轨迹跟踪试验中表现出的更好的动态特性,证明所提出方法的有效性。

关键词：液压四足机器人拓扑优化晶格填充模型重构轻量化设计

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考虑变摩擦和声软化效应的超声焊接多场耦合模拟与分析

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机械工程学报 2025年第2期61卷 86-96页

作者：胡伟飞邓晓豫张桐舟刘振宇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027 浙江大学机械工程学院杭州310027

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦... 详细信息

超声焊接作为一种固相连接技术,广泛用于功率半导体的封装工艺中。针对试验观测方式难以研究超声焊接复杂瞬态过程及其连接机理的难题,建立了一个“声-热-力”多场耦合的三维有限元模型来研究这一复杂动态过程,考虑了热和摩擦的双向耦合作用,在热软化的基础上引入了超声对材料的软化效应,并使用模拟得到的工件振幅来动态更新声软化系数,提高了有限元模型的准确性。基于该耦合模型,进一步探究了金属超声焊接过程中工件振幅传递、温度场分布以及塑性变形等复杂机械行为,并分析了振幅、压力等工艺参数对焊接过程的影响。结果表明,工件温度和塑性变形的模拟结果与实测数据吻合较好;超声振动能量在工件间传递存在衰减;工件焊接区域中心温度明显高于焊接边缘温度,但仍远低于材料熔化温度;热和声软化对工件塑性变形均有显著作用,其中声软化的贡献率约为38%。此外,超声焊接工艺参数对焊接过程有较大影响,对改善焊接质量具有潜在意义。

关键词：超声焊接多物理场耦合振幅传递温度场分布塑性变形

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液-液两相流体黏度对微通道内流型的影响

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高校化学工程学报 2023年第3期37卷 350-358页

作者：钱锦远李文庆李晓娟马哲辉金志江浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027 流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为了研究流体黏度对液-液两相流流型的影响,采用实验和数值模拟相结合的方法,研究十字型微通道内液-液两相流流型变化。结果表明,当两相流体系中存在高黏度流体时,会加剧两相界面的不稳定性,两相流流型极易向不规则流和环状流转换,且当... 详细信息

为了研究流体黏度对液-液两相流流型的影响,采用实验和数值模拟相结合的方法,研究十字型微通道内液-液两相流流型变化。结果表明,当两相流体系中存在高黏度流体时,会加剧两相界面的不稳定性,两相流流型极易向不规则流和环状流转换,且当连续相流体黏度较高时,液滴的形状更易为子弹流。通过引入毛细数和韦伯数,提出两相流流型转换关系。当连续相流体和分散相流体分别由水平通道和垂直通道流入时,通过合理调节两相流体流速,可在微通道下游实现大小液滴的融合。这一方式将为高黏度流体流动操控提供新思路,通过控制两相流速,可以实现不依赖于复杂微通道结构的液滴被动融合。

关键词：流型黏度微通道液滴融合

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基于多目标约束的机器人复杂轨迹优化方法

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农业机械学报 2023年第11期54卷 431-439页

作者：王伟徐泽铨浙江理工大学机械工程学院杭州310018 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

工业及农业领域存在诸多复杂场景,使得机器人常面临由大量非连续离散局部路径组成的复杂轨迹,合理的运动规划是机器人实现预期作业目标的首要基础。本文提出一种基于非支配遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)... 详细信息

工业及农业领域存在诸多复杂场景,使得机器人常面临由大量非连续离散局部路径组成的复杂轨迹,合理的运动规划是机器人实现预期作业目标的首要基础。本文提出一种基于非支配遗传算法(Non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)的多目标综合优化方法,算法基于个体的相互支配关系进行分层并引入“拥挤度”指标来表征个体间的差异性,从而为保持遗传过程的种群多样性提供了有力支撑。同时建立了机器人运动学模型并构造了缩短机器人空载路程、运动时间及关节冲击的路径序列优化函数,并在笛卡尔空间与关节空间进行了高阶样条拟合与插值规划,显著提升了空间轨迹的光顺性及几何特性。基于NSGA-Ⅱ生成空间Pareto最优前沿解集,解决了机器人运动时间短、关节冲击小、任务路径优等约束下的多目标优化问题。优化后机器人运动路径长度缩减74%,作业效率提升33.44%,关节稳定性平均可增强50.97%,通过仿真与实验,验证了算法在改善机器人运动效率、连续性和非突变性等方面具有显著效果。

关键词：串联机器人复杂轨迹 NSGA-Ⅱ 多目标优化

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工业大数据驱动的核电装备智能设计-制造-服务技术与应用

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中国科学：技术科学 2023年第7期53卷 1043-1061页

作者：冯毅雄赵泽田胡炳涛易树平陈晓慧洪兆溪司恒远王理杨秦秦谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 深圳中广核工程设计有限公司深圳518172 中广核工程有限公司深圳518038

针对核电大数据集成管理缺乏适应性和应用价值有限的问题,提出了一种基于工业大数据分析架构的核电装备智能设计制造服务体系.首先,基于核电大数据的领域特性设计了核电装备全生命周期数据空间,通过业务系统数据与主数据两个层次,实现... 详细信息

针对核电大数据集成管理缺乏适应性和应用价值有限的问题,提出了一种基于工业大数据分析架构的核电装备智能设计制造服务体系.首先,基于核电大数据的领域特性设计了核电装备全生命周期数据空间,通过业务系统数据与主数据两个层次,实现海量多源异构数据分布式存储,并提出模型驱动的核电大数据应用模式.在此基础上,基于数据空间提出了核电装备智能设计制造服务体系框架和关键技术,包括基于模型数据知识联合学习的智能协同设计、多阶段数据融合驱动的质量管控与精准追溯、高维动态边缘数据驱动的运行服务智能诊断预测等技术,为生产决策和运作管理提供依据,促进核电装备安全性、可靠性和经济性指标持续优化.最后通过核电装备典型业务场景来验证所提框架和技术的有效性,并取得了良好的应用效果,为未来核电大数据协同管理和智能应用提供参考.

关键词：工业大数据数据空间数据驱动设计-制造-服务核电装备

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模拟人脑工作机制的机械产品概念设计行为原理启发求解方法

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机械工程学报 2023年第24期59卷 344-358页

作者：娄山河冯毅雄郑浩胡炳涛洪兆溪谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 北京航空航天大学杭州创新研究院杭州310051

机械产品概念设计是现代设计理论研究的热点问题,其核心是功构映射,即根据既定的功能需求,以行为效应作为中间载体,求解满足设计约束的原理构件组合。以概念设计的功构映射理论作为基础,利用设计师大脑认知过程的神经机制作为依据,提出... 详细信息

机械产品概念设计是现代设计理论研究的热点问题,其核心是功构映射,即根据既定的功能需求,以行为效应作为中间载体,求解满足设计约束的原理构件组合。以概念设计的功构映射理论作为基础,利用设计师大脑认知过程的神经机制作为依据,提出模拟人脑工作机制的机械产品概念设计行为原理启发求解方法。分析前额叶-海马体神经回路中设计经验知识的记忆启发机制,并以此为基础构建行为效应重构的记忆启发强化学习模型,利用多巴胺调控的Q学习在状态转移概率和设计环境回报函数未知的情况下实现行为效应的重构认知传递。同时,分析小脑模块化神经结构的反射调控作用,构建以全连接多层感知机和循环神经网络为模块的约束满足神经网络,形成复杂设计约束下的操作性条件反射判断设计空间中的约束可解性,为原理构件的组合求解提供设计依据。以电梯曳引系统的概念设计为例验证所提出方法的有效性和可行性。

关键词：概念设计功构映射设计认知强化学习约束满足神经网络

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