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自由度坐姿人体上体系统动力学建模与振动特性研究
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张 鄂,许林安,刘中华,李晓玲
工程设计学报. 2008 (4): 244-249.
针对动态环境汽车人机界面设计分析的需要,依据多体动力学原理建立了坐姿人体上体系统4自由度的垂直振动模型,并推导了描述人体位移、速度和加速度三种响应的STH,DPM,AM理论表达式. 依据已有的人体振动试验数据,运用系统辨识方法,进行振动模型的动力学参数识别,并将所识别出的参数进行人体振动特性计算. 验证研究表明,所计算出的人体振动特性数据与人体振动特性测试数据有较高的吻合度. 以汽车人机界面设计为实例,通过模型研究了人-车(人-椅)系统人体和座椅的振动特征. 所得结果对合理选取汽车座椅参数,提高汽车人机界面设计的宜人性和合理性有一定的指导意义.
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基于知识重用的手机设计需求信息管理方法
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段 鹏,巩 琦,王 进
工程设计学报. 2008 (4): 250-253.
面向大批量定制的产品设计是一个跨领域、跨专业的协同设计过程,设计者不可能掌握所有领域的知识.要加快产品的开发速度,提高产品设计和创新能力,知识的快速获取和运用是关键.针对手机产品的设计特点,提出一种满足客户需求的知识重用设计体系,其包括可重用的设计知识、创新知识、产品建模和物料清单,并应用于集成设计信息CAD系统.为手机产品快速更新换代,功能越来越强大,而开发周期越来越短的矛盾提供了一种有效的解决方案.
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UG二次开发在炮管混合膛线电解加工中的应用
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张晓军,唐 霖,王航宇,李春玲
工程设计学报. 2008 (4): 259-262.
为解决大缠角深槽混合膛线电解加工阴极需要通过试验反复修正,试验难度大,研制周期长的问题,在Visual C++6.0环境下进行UG二次开发,设置人机交互界面,建立炮管毛坯和阴极工作齿模型,编写程序,采用UG二次开发的方法进行模拟加工.实验表明:用这种方法可缩短实验的次数,缩短阴极设计周期.采用计算机阴极辅助设计进行阴极设计,在一定程度上节约了成本,缩短了研制周期.
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光电经纬仪垂直轴系优化设计
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类成华,王守印
工程设计学报. 2008 (4): 278-282.
光电经纬仪垂直轴系由于负荷重、转动惯量大,其刚度将直接影响经纬仪的跟踪性能,所以它的方位谐振频率显得尤为重要.针对这种情况,采用三维软件UG NX4.0自身的建模仿真一体化功能,对经纬仪垂直轴系进行建模、仿真分析,得到了垂直轴系前三阶固有频率及振型.仿真结果满足实际工作需要,符合试验测定值;并且找到了刚性很好的环节,基于轻量化的考虑,对刚性较好的部件进行尺寸优化设计,在不影响总体结构刚度的情况下,优化了结构,减轻了重量.
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韧性断裂准则在高强钢板料成形中的应用
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谢延敏,尹仕任,罗征志,潘亦苏
工程设计学报. 2008 (4): 283-289.
针对板料成形中的韧性断裂准则预测成形极限的方法,进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化.将Cockroft和Latham准则应用到高强度钢板DP590的成形预测中.对高强钢DP590进行了单向拉伸试验,获得了相应的物性参数.同时对该高强钢进行了方盒件成形试验,并进行了相应的有限元模拟.通过对高强钢的极限试验,利用有限元模拟获得了该材料的Cockroft和Latham准则常数.最后利用该常数对方盒件的拉深过程进行了缺陷的预测,模拟结果和试验结果完全吻合.表明韧性断裂准则是可以应用到高强度钢板的成形中的.
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采煤机滚筒螺旋叶片结构参数研究
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刘送永,杜长龙,崔新霞,王 想
工程设计学报. 2008 (4): 290-294.
根据采煤机截割理论,建立了螺旋叶片参数(结构参数、运动参数)与目标参数(滚筒装煤量、轴向输煤速度、轴向抛煤力、滚筒最低转速、块煤率)间关系的数学模型.以此为基础,研究了滚筒直径为1 800,1 600,1 250 mm,叶片头数为2时,叶片升角、叶片螺距、滚筒转速与装煤量的关系和叶片升角、滚筒转速与轴向抛煤速度的关系;并分析了叶片升角、牵引速度、滚筒转速对轴向抛煤力和块煤率的影响,以及三种型号滚筒的叶片升角、牵引速度与滚筒最低转速之间的关系.研究结果表明,螺旋叶片的升角对滚筒装煤量、轴向抛煤速度、轴向抛煤力和滚筒最低转速影响较大,并得到叶片升角最佳值在0.43 rad左右,为采煤机滚筒设计提供理论依据.
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特殊板壳式换热器封板的有限元模拟及强度研究
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孙爱芳,刘敏珊,董其伍
工程设计学报. 2008 (4): 295-299.
对于板壳式换热器中的特殊开口封板,利用APDL语言(ANSYS parametric design language)实现全参数化驱动的三维有限元模型,通过三维有限元模拟,并对关键区域作路径分析,获得封板的应力分布规律.实验结果验证了数值模拟的有效性.经过分析,归纳出封板中的应力影响因素,提出工程关联式模型.以不开口区环板上的最大综合应力为研究对象,对封板进行参数化数值分析,并对数值模拟结果进行数据处理与拟合,得到封板强度计算工程算式.拟合公式所得数据与原模拟数据相比,平均绝对误差为0.238 MPa,平均相对误差为1.8%,这对于工程应用已经足够精确,可为新产品的工程应用提供参考.
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橡胶注射机模具加热系统温度场模拟仿真
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李金国,刘 红
工程设计学报. 2008 (4): 300-302.
热板是橡胶注射机不可缺少的模具加热元件,电热管为热板的热源,并按一定的热功率排布在热板内,使模具受热均匀.在热板的适当位置放置热电偶,用来自动控制热板温度,要求热板表面温差保持在+2~-2 ℃范围内.但一直以来,单凭人工排布形式,往往导致热板加热不均匀和温度控制精度低,直接影响热板使用性能,也是目前生产注射机企业碰到的最大难题.因此,采用有限元法,对热板进行瞬态温度场模拟仿真,得到了合理的热管排布方式,并在实际生产中证明切实可行.
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悬索桥索股下料长度求解方法及其影响因素分析
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梅秀道,汪正兴,秦建刚,崔清强,刘彦峰
工程设计学报. 2008 (4): 308-312.
采用基于通用有限元软件ANSYS的二次开发语言APDL编程实现悬索桥主缆索股无应力索长的自动化求解,程序中根据中心索股空间坐标建立局部坐标系,在此坐标系内建立其他索股相对于中心索股的排列,建立主缆各索股各关键点之间的真实空间模型,考虑索鞍处的圆曲线修正,提取单元长度,得到各索股的真实索长.算例表明:恒载集度、控制点坐标误差、温度是主要影响因素,其他因素影响较小;同一索股内钢丝长度差值最大为6.75 cm.结果表明该方法计算精确、使用方便,应用于空间索面自锚式悬索桥等复杂结构的主缆无应力长度的求解工作时能有效减少工作量.
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