碟簧(碟形弹簧)的材料特性、几何特性、载荷等因素发生较小的波动,就会导致碟簧特性的变化,使其实际使用寿命与设计寿命出现较大偏差.针对碟形弹簧的疲劳寿命受不确定性因素影响而波动较大的问题,采用分析性稳健设计方法,对移动回转压头造船液压机压头锁紧碟簧的疲劳寿命与不确定性因素的关系进行了研究；以碟簧疲劳寿命的波动方差最小为目标函数,疲劳寿命均值等于预期寿命为等式约束,碟簧组轴向力大于允许值为不等式约束,建立碟簧疲劳寿命稳健优化模型,并获得了稳健设计解.稳健优化后的结果与优化前相比,在满足性能约束的条件下使不确定性因素的变化对碟簧疲劳寿命的影响降到最低,碟簧的疲劳寿命稳定在目标值附近,提高了设计的经济性和可靠性.

针对传统可靠性度量方法对高可靠性及长寿命的激光产品进行可靠性度量存在因模型假设不准确而出现可靠性度量错误风险的问题，基于性能退化轨迹提出了利用非参数局部线性回归估计对实际的退化模型进行直接估计的方法.该方法在确定实际模型后,利用失效阈值外推获得伪失效寿命时间,进而采用完全寿命时间数据进行可靠性度量.最后通过对GaAs激光器的退化数据进行可靠性验证分析,结果表明此方法提高了可靠性的预测精度,拟合程度高,稳健性好.采用非参数局部线性回归估计方法得到的结果合理、准确.

柔性关节因其结构上的优越性已逐步取代传统刚性关节被运用到高频激振领域中.加工误差是一类不可避免的误差,其对柔性铰链工作性能产生了一定的影响.在分析柔性铰链宽度制造误差等5类结构参数误差的基础上,运用Paros J刚度计算公式和Smith S T的误差分析方法建立了加工误差模型,并运用有限元方法模拟了柔性铰链在实际工作条件下的受力变形状况,发现不同的加工误差对柔性关节的刚度影响程度不同,其中厚度误差的影响最大,验证了加工误差模型的准确性.

为了研究减少高速列车运行中车体横向振动,利用ADAMS/Rail与Matlab建立了联合仿真高速列车车辆动力学模型,并利用开关型天棚控制算法和连续型天棚控制算法对高速列车车辆横向减振器进行了半主动控制仿真研究.结果表明：开关型天棚控制算法简单实用,但控制效果逊于连续型天棚控制算法,还有可能发生颤振；连续型天棚控制算法控制效果好,但对系统的实时性和减振器结构的要求较高.针对这2种控制器的优缺点,同样基于上述模型,结合模糊理论和天棚速度阻尼控制,开发了一种新的控制方法,经研究表明,该控制方法具有很好的控制效果,并能弥补上述2种方法的不足.

为研究典型单转向轮系统摆振机理及稳定性,建立杠杆驱动轮椅车转向轮系统非线性动力学微分方程,应用ODE方法进行求解；搭建了参数可调的转向轮摆振实验装置,利用实验手段研究摆振现象,验证了转向轮系统动力学模型的有效性；并对此动力学模型线性化,进行稳定性分析；利用遗传优化算法对转向轮系统进行参数优化设计,针对实验研究的转向轮摆振实验装置进行稳定性分析,采用增加阻尼轴承的方法改善实验中转向轮系统的稳定性.通过研究转向轮系统参数变化对摆振的影响规律,提出防范摆振的方法,获得具有实用价值的结论：通过增加转向轮拖距长度、合理选择质量参数或者增加系统的阻尼都可以减小甚至消除摆振.因此,该研究具有较好的工程实用价值,并对类似转向轮系统稳定性分析有一定的参考价值.

1.College of Engineering, Shantou University, Shantou 515063, China;
2.Shantou Institute for Light Industrial Equipment Research, Shantou 515021, China;
3.State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China

研究双模组合齿形齿轮泵的流量、压力特性.通过将不同模数的齿轮叠加组合,设计双模数齿形的主、从动齿轮,以增加齿轮啮合过程中的容积变化量,提高齿轮泵的排量,利用Fluent 对齿轮泵内液压流场进行了仿真,得出齿轮泵在启动和稳定工作状态下流场压力分布云图、速度分布云图和速度矢量图,并据此分析了齿轮泵流场的流态.结果表明:同体积下双模齿轮泵的输出流量是普通齿轮泵的16～33倍,该齿轮泵中大齿将流场分成不同压力区,且大齿两侧流体压力差较大,齿顶间隙处液体流动速度较大,说明齿轮泵径向泄漏较为严重,在泵的入口处存在涡流现象,会产生压力冲击,影响齿面的使用寿命．

1.School of Mechanical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224003, China;
2.School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China;
3.School of Computer Science and Communication, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

传统的方法用于解决机械臂逆运动学问题不仅计算量大,而且还有不唯一解问题,很难用于机械臂的实时控制.系统地研究了CMAC神经网络在三关节机械臂逆运动学求解中的应用.简单介绍了CMAC网络，形象描述了三关节机械臂在二维平面的运动；接着,详细解释提出的三关节机械臂逆运动学问题解决方案,并且分析了基于2个CMAC网络的正、逆模型；最后,通过仿真得到验证：在求解逆运动学方面，CMAC网络学习算法比较简单,收敛速度快,且不存在局部极小问题.

为解决传统茶叶筛分机械不能实现多维振动的问题,提出了一种满足茶叶筛分需要的空间多维振动并联筛分机思想,并且基于并联机构的组成原理设计了筛分机的主体机构.该并联机构包含3条空间相互垂直的C-R-R支路,以动平台为茶叶筛分机筛面,能够实现3个方向的平移.应用D-H矩阵对该机构进行运动学建模,并且给出了运动学的正解和反解.结果证明筛面可以达到理想的运动需求,可以将此机构用于茶叶筛分机.在Pro/E中建立该并联机构的虚拟样机模型,利用Mech/Pro给虚拟样机添加运动副并导入ADAMS软件中,利用ADAMS进行仿真,验证了运动学正、反解的正确性.最后通过试验表明,X，Y，Z三方向的振动使得茶叶透筛时间缩短,筛分效果最优.

换热器的设计涉及许多因素,而热传递能力是检验换热器结构设计成功与否的重要标准.从理论上难以准确计算出换热器的传热效率,所以提出利用ANSYS有限元分析软件来研究换热器的热交换过程.剖析系统的热传递原理,对换热器进行优化建模,加载热载荷,并得到换热器的温度场分布；由分析结果可以看出换热器能够满足系统要求,使系统重新达到热平衡.换热器的换热性能得以肯定,继而说明了换热器的结构设计是可行的,并为后一步的优化设计奠定了基础.

为了减少笔记本电脑电池盖产品的注塑缺陷和提高一次试模的成功率,提出在模具设计阶段改善产品成型质量的模具结构优化方案.应用MOLDFlow软件对电池盖产品的进浇方案进行仿真分析,分析了浇口尺寸、模具温度和成型工艺参数对填充时间、熔接线、气穴位置的影响,证实了所提改善方案的正确性,并得到优化的成型工艺参数，从而解决了电池盖的注塑缺陷问题,提升了生产效率,为模具设计人员进行模具设计以及注塑工艺人员进行工艺参数的调整提供依据.

半导体激光器性能受温度影响较大,为了提高其工作稳定性,设计了一个应用于半导体激光器的恒温控制系统.该系统由05 mA恒流源对Pt100温度传感器供电,采用四线制测量方法获得精确的温度信号.应用TLC2652斩波放大器设计前置放大器,并采用差分放大电路对信号进行后续比较放大.使用半导体制冷器(TEC)制冷,实现系统的恒温控制.经实验数据分析可以看出,该恒温系统可有效地工作,温度控制偏差最大为±002 ℃.通过调节相应参数,可自由设定恒温系统的温度值,应用于不同温度控制环境.

为了提高小卫星用姿控飞轮的转动惯量/质量比,实现飞轮调姿系统的轻量化,设计了一种飞轮用永磁无刷直流电机.根据电机磁路,推导了磁钢尺寸与最大磁能积的关系；采用有限元法分析了磁路参数对飞轮性能的影响；针对飞轮电机大气隙、大径长比的结构特点,给出了气隙磁通密度的计算方法；建立了绕组参数与电机额定数据间的关系；仿真分析了电机性能.通过对一台最高转速为6 000 r/min、角动量为5 Nms的飞轮电机样机进行实验验证,得出最大设计误差为65%,证明了设计方法的正确性.

针对单位食堂人工售饭时存在分量不准确、卫生条件较差、劳动强度大的现状,研制了全自动米饭计量售饭机.首先,对机器总功能目标进行功能分解,形成树状功能图.进而,基于功能实现原理设计了漏斗型饭仓、网状打散机构和螺旋出饭机构,实现米饭打散和匀速出饭；综合单片机和电子秤设计了按质量售饭的控制系统,实现精确计量和刷卡消费；通过辅助功能设计实现保温和自动清洗.最后,制作样机并通过实际应用验证了上述各项功能的实现.结果表明,用该售饭机售饭计量准确、操作方便、售饭过程自动化,达到预期设计目标.

为了减少在儿童特定年龄段,童车种类多样性而造成的资源和空间的浪费,并提高人机设计的合理性,对童车进行了功能组合式设计研究.通过对童车娱乐性、功能性、安全性的分析,提出了娱乐代步的设计要素,将自行车与摆摆乐的功能相结合,应用工业设计方法、人机工程分析进行了方案设计.该方案在把手、座椅高度以及车身长度可调性方面进行了人机尺寸设计,并从造型、结构、加工工艺、工程输出等细节进行设计.儿童娱乐代步工具的组合式创新设计不仅扩展了童车在使用上的功能,还解决了目前所存在的设计同质化的问题,为童车的设计与生产起到了一定的推动作用.