摘要:针对表面结构化砂轮的磨削加工研究现状，系统介绍了砂轮磨粒有序排布、磨粒几何参数控制、砂轮结构设计、机械或激光修整砂轮等表面结构化方法，分析了表面结构化磨削工具的加工机理及其对加工表面质量的影响规律. 阐述表面结构化砂轮磨削加工规则纹理表面的原理，并介绍了运用表面结构化砂轮磨削规则表面纹理的不同方法. 论述了表面结构化砂轮磨削在特定材料加工领域的应用前景，对表面结构化砂轮制造技术的发展方向进行了展望.

摘要:为实现毛细力操作液滴获取，提出基于疏水表面冷凝的毛细力微操作液滴分配方法，研究微对象转移进程中(拾取-释放)所需的操作液滴条件. 针对操作液滴分配任务，建立液桥拉伸进程中的模型. 基于VOF(volume of fluid)方法，建立平面-平面、平面-球面配置模式下的动态模型，分析操作液滴的动态获取过程. 仿真结果表明：接触角和提升速度均对辅助液滴的获取率和断裂距离起到重要作用，液滴趋向于接触角小的端面，提升速度可促使液滴在两平面均分. 液桥体积对辅助液滴获取率的影响较小，液桥断裂距离与液桥体积成正比变化. 实验研究了平面-平面、平面-球面配置下的操作液滴动态分配进程，验证了所提出方法的可行性.

摘要:为依据患者个体信息获得优选的假体结构及假体材料，利用患者CT体数据集提取股骨内外轮廓线，并通过三维建模软件分别获得股骨和假体模型，对股骨和假体进行虚拟装配，通过力学计算得到最优股骨假体结构模型，利用有限元分析方法获得股骨假体额定载荷、疲劳寿命、应力遮挡率、最大变形量，依据模糊物元分析方法实现多目标优化设计，最终获得最优球头和假体柄材料匹配模型. 将该方法应用于优选实例，结果表明：依据专门患者CT图像，通过完整的优选流程后，确定出最优假体结构为椭球形球头和定制式假体柄组合，最优材料匹配方案为碳纤维增强的聚醚酮复合材料球头和锆铌合金材料假体柄匹配方案. 该方法为股骨假体的优选提供了有效参考.

摘要:针对工程机械备件需求预测准确性低的问题，提出一种新的基于特征合成的周期性维修备件需求预测方法. 定义等间隔备件需求样本集的相似度模型，采用优化算法确定最优备件需求周期长度，并利用回归模型建立各周期内的备件需求模型；提出基于特征合成的模型综合方法，借鉴物理力学中的矢量合成方法，将多个历史备件周期需求模型特征矢量合成新的特征矢量，利用新特征矢量还原获得最优的周期预测模型，该模型综合考虑了各个历史备件周期预测模型，使获得的备件周期预测模型具有更好的鲁棒性和泛化性. 采用人工数据和矿用圆环链的实际需求数据对该预测模型进行验证，实验结果表明，该模型具有良好的稳定性和准确性.

摘要:为满足微流控芯片在化学分析、细胞培养、药物测试等领域中流体驱动与混合的需要,对传统经典非对称交流电热泵进行改进,提出多种样式具有混合功能的非对称电极交流电热泵．通过COMSOL三维建模,对不同种类的电热泵在不同电压下的输运效率、温度和混合效率进行定性及定量分析,并对其中混合效率最高的交替倾斜偏向电极的角度偏转参数进行讨论．结果表明:几种改进的非对称电极交流电热泵可实现输运与混合双功能,其中倾斜交替偏向电极的混合效率明显优于其他样式;在有限的区域内以25°倾斜度时交替偏向电极的混合效率最高,此时在有效值为7.070 V交流电压下,泵送速度可达69.53 μm/s,比传统无混合功能的非对称交流电热泵速度67.16 μm/s高出3.5％．

摘要:为深入了解煤焦微观结构在热解过程的变化规律,对霍林河褐煤(HLH)、大同烟煤(DT)、鸡西烟煤(JX)和晋城无烟煤(JC)进行热解实验(25～1 600 ℃),采用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)获取煤焦微观结构信息,并对两者数据的关联性进行分析．结果表明,热解过程煤焦微观结构的变化存在明显的3个阶段,分别对应解聚与流动、热缩聚与芳构化、石墨化．当L_a＜3 nm, I_D1/I_G和I_D4/I_G随L_a的增大而增加;当L_a>3 nm,I_D1/I_G和I_D4/I_G随L_a的增大而减小,表明层片在不同尺寸内发生改变,其相互连接方式和缺陷数量也不相同．L_c分别与I_D3/I_G和Raman谱峰总积分面积成反比,表明无定形sp²碳原子多存在于芳香片层的夹层间,且与芳香结构活性有关．

摘要:针对车身封闭件装配过程中的匹配优化问题，提出一种面向复杂形面匹配的边界特征提取方法. 对匹配边界特点进行分析，确定边界点的提取信息、采样间距大小及其搜索邻域. 对采样后的点云数据，建立k-d树进行索引. 对采样点在搜索邻域内的邻近点建立最小二乘微切平面，利用投影到微切平面局部坐标系内的邻近点分布特性，判断边界特征点及其匹配特征. 案例分析验证了该方法在处理复杂形面匹配边界特征点提取时的有效性，在不影响匹配效果的前提下，本文方法可显著提高复杂形面边界特征的提取效率.

摘要:为探索一种有效的工业锅炉脱硝技术,针对管式炉,研究制焦停留时间、制焦温度和担载不同催化剂对粒径1.7～2.8 mm煤焦还原NO的影响．结果表明: 900 ℃以下时,制焦停留时间越长,大颗粒煤焦对NO的还原性越差,在900 ℃时,停留时间对反应的影响则不大．随着制焦温度的升高,大颗粒煤焦-NO的反应性大体呈降低趋势,但在低温段(500～600 ℃左右)则规律相反,呈上升趋势．添加不同种类的金属催化剂对煤焦还原NO能力有不同程度的提高,平均催化活性排序为Fe>Cu>K>Na>Ca>Mg．金属元素对煤焦异相还原NO的催化效果受温度影响较大,不同实验条件下金属的催化能力不同．此外,煤焦本身的性质(包括挥发分含量、孔隙结构和微晶结构)对还原NO反应也有较大影响. 煤焦的挥发分含量越高,孔隙越发达,石墨化程度越低,对NO的还原效果就越好．

摘要:为提高单一扫描速率法在煤热解领域的实际应用有效性，以3种不同升温速率下准东原煤样品的热解失重数据为研究对象，应用单一扫描速率法进行动力学计算，分析分段观点和失水脱气阶段失重对计算结果的影响，探讨能否得到准确且唯一的动力学3因子以及动力学3因子是否具有明确的理论意义等几个问题. 结果表明：在分段方面的不同观点对高匹配度模式函数的类别及Arrhenius参数均具有显著影响，连续转化率观点下得到的表观活化能E明显低于独立转化率观点下的；当采用连续转化率观点时，排除失水脱气阶段的失重不仅影响其他阶段的区间划分，还将使E值降低；结合积分和微分法,在3个不同升温速率下分别匹配这两种方法，也不能获得准确且唯一的动力学3因子，因此动力学3因子的理论意义是有限的；失重数据的预处理方法和模式函数的选择，对于动力学参数的评价和交流是十分必要的，以动力学3因子解释热解机理时要十分谨慎.

摘要:为解决当前氨法脱碳技术中存在的再生能耗高、氨逃逸、反应后期吸收率低等弊端，提出一种溶析法强化低碳化度氨水结晶工艺. 低碳化度氨水结晶可以使吸收速率维持在较高水平，采用晶体产物进行热解再生，既可以实现再生能耗的降低，又可以解除再生能耗对于氨水浓度的限制，可以解决当前氨法脱碳技术中存在的问题. 采用半连续鼓泡反应系统进行基础研究，分析不同实验工况对于碳化液组成的影响，以及不同碳化液组成对溶析结晶过程的影响，考察试验工况对结晶收率的影响. 结果表明，不同试验工况下产生的碳化液对结晶收率有很大的影响. 吸收温度为20 ℃，气体流量为2 L/min，CO₂体积分数为28%以及氨水质量浓度为10%有利于结晶过程.

摘要:为解决实际工程中遇到的圆锥曲线问题，研究圆锥内任意点至所有素线垂足轨迹的方程. 根据圆锥形成的性质和向量几何的理论，如果点至素线的方向向量垂直素线方向向量，那么二者向量的点积等于零，由此求出垂足参数表达式. 推算并化简垂足轨迹点参数方程，通过极坐标与直角坐标的转换，得出垂足点轨迹为圆锥与球偏交得的两曲面交线以及交线的笛卡尔坐标表达式. 结果表明，若以圆锥内一点与圆锥顶点连线为直径作球，则球面与圆锥素线交点和圆锥内定点连线垂直于素线；研究轨迹线的投影性质表明，其正面投影为抛物线，水平投影为闭合的二次曲线.

摘要:为研究热障涂层(thermal barrier coating, TBC)活塞热应力问题,将二维格点型有限体积法(cell vertex FVM, CV-FVM)推广用于三维复合材料热力性能研究．利用交错网格技术,通过将物性参数和待解变量分别定义在单元中心和节点上,将物性参数的空间变化引入离散过程,从而避免数值不连续问题．采用CV-FVM数值模拟普通活塞热应力场,计算结果与ANSYS计算结果吻合良好．数值模拟TBC活塞热应力场,分析活塞TBC区域的热力性能,结果表明:活塞的最大温度位于燃烧室与活塞顶面的交界区域;应力最大值位于粘结层与陶瓷层的分界面附近;周向应力对活塞的整体应力水平起主要影响．数值结果表明CV-FVM能够作为TBC活塞热力性能研究的数值预测工具．

摘要:为深入研究三杆张拉整体基本单元结构的构建方法和稳定性判定问题. 提出以结构外形几何参数为基础，应用节点广义坐标矢量矩阵、构件矢量矩阵和连接矩阵建立数学模型，并用MATLAB编程实现单元结构的自动构型. 引入构件力密度标量，建立系统力平衡矢量矩阵方程，分析结构的稳定性，把非线性系统平衡问题转化为线性系统平衡问题. 通过分析平衡矩阵，对结构系统进行分类，筛选出能够构建起稳定结构的几何参数的变化范围. 本研究方法具有通用性，适用于其它张拉整体结构形式的构型和稳定性分析.

摘要:为解决信息不完备情况下的多因素工序质量诊断问题，在工艺机理分析的基础上，提出基于贝叶斯网络模型构建与推理的问题溯源方法. 在贝叶斯网络结构学习过程中，利用基于评分/搜索的思想对基于工艺的预先假设结构，通过互信息参量排序降低学习复杂度. 针对生产过程中随机因素对诊断准确性的影响问题，结合Leaky Noisy-OR模型引入随机参量节点，对数据需求和推理进行降解优化. 以沟道磨削表面形貌质量问题的诊断为例，给出模型构建与推理程序，并验证了所构建模型及优化方法的可行性和有效性.

摘要:为得到完全各向同性解耦并联机器人构型，基于 G_F 集理论提出一种简单而有效的构型综合方法. 阐述 G_F 集的基本概念、运算法则以及转动特征存在条件；给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则，确保了并联机构运动各向同性及解耦性；根据该构型综合原理，完成 2T2R 四自由度完全各向同性解耦并联机构型综合，得到大量新构型；针对所综合的一种新型并联解耦机构，基于螺旋理论求得该机构运动输出，通过求解到的雅克比矩阵，验证该机构的完全各向同性，证明了该构型方法的有效性.

摘要:为有效进行水轮机的运行监测和故障诊断，采用混沌动力学方法对水轮机在偏工况运行时的压力脉动特征进行研究. 利用提升小波变换对压力脉动实验数据进行去噪，给出压力脉动信号时域分布及各频率成分的能量分布情况. 分析脉动信号由轻度空化发展到严重空化过程中的一系列动力学特性，包括时频特征分布、相轨迹图、李雅普诺夫(Lyapunov)指数图和庞加莱(Poincaré)映射图等. 结果表明：水轮机尾水管压力脉动的主要能量分布在低频段，随着空化程度的加重，频谱脉动强度增大；对于研究工况，最大Lyapunov指数均大于零且随空化程度增加而增大，说明水轮机压力脉动信号存在混沌吸引子. 利用本文方法进行多工况分析，可完成在线运行监测.

摘要:为准确模拟初始铺管作业中管道和起始缆的形态，创建一个逼真的深水铺管起重船铺管作业虚拟训练环境. 针对S型铺管作业中的初始铺管作业，以Euler-Bernoulli梁理论为基础，对初始铺管管道和缆索进行静态分析，建立几何非线性微分方程，且对管道与缆索微分方程边界条件难以确定导致方程无法求解的问题，提出一种基于微分求积法的迭代方法，该方法能够准确地实现边界条件的确立，从而完成微分方程的求解. 仿真和实验分析不同作业状态下管道与缆索的形态与内力变化，结果证明了初始铺管整体算法的准确性. 该方法提高了微分方程求解精度且计算量少，易于程序实现，可用于海上铺管作业方案的工程预演，可行性分析和优化作业方案等.

摘要:为改善单炉膛双切圆锅炉燃烧器墙式布置时炉内形成“冷热角”、易结渣的问题，提出一种新型燃烧器布置方式. 利用Fluent软件模拟一台1 000 MW超超临界锅炉燃烧器布置对炉内流场和炉膛上部受热面热偏差的影响. 结果表明，燃烧器采用半墙式半角式布置方式可以有效改善炉内的斜椭圆流场，降低前墙中部区域的温度，同时使火焰中心上移，屏底温度增加；气流旋转动量的增大导致切向速度提升，切圆直径增大，炉内气流有偏向侧墙的趋势. 对于炉膛出口各截面的烟气速度、温度分布不均匀性和炉膛上部受热面热偏差增加问题，可以采用燃尽风偏转等措施来减小热偏差.

摘要:为合理选择初次烧结氧化锆陶瓷义齿在铣削加工时的工艺参数以及加工路径规划方式，以提高加工效率及质量，建立以提高材料去除率和降低表面粗糙度为目标的函数，采用理想点法、最小偏差法和线性组合法，优化出精加工阶段的工艺参数；以磨牙冠表面加工为例，采用UG CAM系统规划刀具加工路径，粗加工采用型腔铣，精加工分别采用固定轴铣中的曲面铣削往复模式、区域铣削跟随周边模式及区域铣削往复模式3种规划方法. 实际加工结果对比表明：在相同工艺参数及刀具条件下，区域铣削往复模式规划方法加工得到的牙冠表面质量最好.

摘要:为保证轮臂复合式巡检机器人与太阳能充电基站充电座能准确和可靠自主充电对接，提出一种基于位置关系粗定位、视觉伺服精定位、以及压力传感器接合反馈的自主充电对接控制方法. 通过感知机器人所处地线坡度信息，将安装在机器人压紧机构的充电插头运动至安装在悬垂C型挂板底端中心部位的充电座附近;根据图像空间充电座中心棱边与成像区域中心线距离来表征图像特征的变化，设计充电精定位伺服控制律，采用变论域模糊控制方法进行精确定位控制;依据贴合在正负电极片下压力应变片传感器信号变化反馈对接状态. 模拟线路和实际线路的试验运行结果表明，该方法具有准确、可靠、效率高的特点，能够满足自主充电对接的任务要求.

摘要:针对现有的后置处理系统无法直接生成混联机床数控指令的问题， 以XYZ - 3RPS 混联机床为模型， 研究适合该加工装置的后置处理算法。 对混联机床的结构以及后置处理过程进行分析，提出后置处理的关键算法： 包括工件坐标系下刀位数据的双直线插补算法，机床坐标系下刀位数据的逆解算法以及混联装置的干涉检查算法，对不满足条件的刀位点进行相应的处理，实现将刀位数据文件转化为混联机床的驱动文件。 叶片和球面加工实例验证了算法正确性和有效性。

摘要:针对航空发动机装配条件影响指尖密封性能的问题，构建考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能分析方法. 根据指尖密封与转子间的力学行为构建多层叠置指尖密封的分布质量等效动力学模型；确定模型中等效质量、等效结构刚度系数、接触刚度系数、摩擦阻力以及转子激励等参数；借助等效动力学模型计算泄漏率和指尖梁/转子接触压力等指尖密封的动态性能. 计算结果表明：依间隙配合、无间隙配合和过盈配合条件的顺序，指尖梁位移响应和指尖梁与转子之间的泄漏间隙均会随之降低，但其接触压力会随之增大，体现出指尖密封泄漏和磨损的“矛盾”性. 在确定的装配条件下，可以通过结构设计改变指尖梁的结构刚度，以使指尖密封泄漏和磨损性能均达到最优.

摘要:为提高数控机床整机可靠度，基于赫兹接触理论，对单螺母滚珠丝杠副静刚度可靠性及灵敏度进行研究，利用单螺母滚珠丝杠副的导程、接触角、丝杠公称直径、滚道曲率比、工作载荷等技术参数建立了轴向接触变形的理论模型. 根据滚珠丝杠副的轴向接触变形小于加工精度的原则，建立滚珠丝杠副可靠性模型. 利用改进一次二阶矩法分析和计算单螺母滚珠丝杠副的可靠度和灵敏度。结果表明: 适当增大滚珠丝杠副的导程以及减小滚道曲率比可提高滚珠丝杠副的刚度，减小工作载荷可以降低滚珠丝杠副的轴向接触变形，提高滚珠丝杠副的可靠度.

摘要:为研究声传播问题,提出一种声波动方程的隐格式有限体积法,该方法将格点型有限体积法与Newmark格式相结合．模拟平面波的传播过程,对比分析隐格式有限体积法和文献中显格式有限体积法的精度、稳定性及计算消耗等方面的性能．数值结果表明:当λ／Δx≥10时,两种算法均能得到满足精度要求的解;采用无条件稳定的隐格式算法,当满足ω₀Δt≤0.3时,预测声压的相对峰值误差＜1％;当采用相同时间、空间步长时,隐格式算法精度高于显格式算法;隐格式算法对吸收边界的处理精度高于显格式算法,但对全反射边界的处理精度低于显格式算法;两种算法内存消耗比较接近,显格式算法的CPU耗时较少．

摘要:为在流程相似度计算中加入流程间深层语义关联的度量，同时在流程节点较多的情况下，实现流程匹配算法在寻优时间复杂度和相似度匹配输出值两方面的综合优化，提出一种面向流程的遗传匹配算法，将遗传算法引入并应用在流程语义和结构的相似度计算寻优过程中. 确定遗传算法的参数编码方式，并利用贪婪算法进行初始种群的设置，定义各个遗传算子，提出有效的简化策略，解决了流程节点较多时流程匹配过程寻优问题. 实验研究表明，在流程节点数较多时，本文算法在寻优时间花费和相似度值两方面的折中优化性能明显优于其他两种算法. 将遗传算法应用到流程的相似度计算及其寻优过程，可以有效地控制时间复杂度并保证较好的匹配输出结果.

摘要:为识别齿轮裂纹的严重程度信息，提出一种基于有序分类的故障严重程度识别方法. 将故障严重程度识别问题视为不同严重程度之间存在序结构，并且部分特征和故障严重程度之间存在单调依赖关系的有序分类问题，从有序分类出发，建立有序分类的故障严重程度识别模型. 研究故障严重程度识别中的特征评价和特征选择问题, 利用排序互信息指标区分原始特征集中的单调特征和非单调特征，提出单调特征和非单调特征混合存在情况下的有序分类特征选择算法. 齿轮裂纹程度识别实验结果表明：提出的有序分类特征选择算法可以降低特征空间维数，能选择出分类能力强的故障特征子集，提高了故障严重程度识别的准确性.

摘要:为提高准双曲面齿轮的啮合性能，对刀倾全展成(HGT)准双曲面齿轮进行切齿设计研究．以局部综合法(Local Synthesis)为基础，并依据格里森准双曲面齿轮的加工原理，得到满足一定啮合性能的加工参数，并采用该参数对齿轮副进行轮齿接触分析(TCA)． 从齿面印痕和传动误差曲线可以看出，齿轮副重合度大，传动平稳，可通过调整局部控制参数来改变齿轮的啮合性能，验证了切齿设计的正确性．该方法可通过对设计参考点及其领域内的啮合条件进行预控，达到对齿面啮合质量的控制．

摘要:为提高钢铝混合轻量化车身结构中钢和铝异种材料的连接性能，对钢铝板材的压-胶复合连接技术进行仿真与实验研究. 以A5052铝合金板和Q235钢板为被连接件，环氧树脂为胶粘剂，采用内聚力模型模拟胶层的失效行为，建立压-胶复合连接的剪切和剥离仿真模型. 在实验验证仿真模型有效性的基础上，基于响应面近似模型对连接工艺参数进行多目标优化，得到关于剪切强度和剥离强度的Pareto前沿解集以及各参数的优化组合. 结果表明：优化解集中的多个工艺方案均能保证连接点剪切强度在9 400 N以上，而剥离强度均在700 N以上. 实验证明钢铝板材压-胶复合连接强度比无胶单独的压力连接提高一倍以上，且可以达到同条件下钢板焊接拉伸强度的80%左右.

摘要:为精确管控周转钢包造成的钢水温降，以降低转炉出钢温度并减少能耗，使用有限元软件Ansys14和ParaMesh2.3网格随移技术建立钢包的传热计算模型，分析新包烘烤时间、空包时间、在线烘烤、离线烘烤时间和包衬侵蚀对钢包热状态及钢水温降的耦合影响；使用红外法实测温度，对比验证了模型的准确性. 根据计算的钢水温度补偿值，建立包含包况信息编码的钢包热状态分级表. 结果表明：受烘烤时间影响，第一包龄钢水温降变化范围是32.0~39.6 K；空包3 h无在线烘烤情况下，钢水温降约为47 K；有在线烘烤的情况下,前10 min的在线烘烤能够使钢水温降减少3.1~6.2 K；钢包侵蚀对包衬温度影响较大，但对钢水温降影响不大，最高不超过1 K. 分级表应用于现场，为转炉出钢温度的设定和配包提供了依据，使M钢厂主要钢种出钢温度降低2.3~13.2 K.

摘要:为解决半球型气压砂轮光整加工过程中接触应力分布不均匀问题，设计一种新型的冠型气压砂轮，对气压砂轮动态接触过程中柔性变形进行分析，建立砂轮旋转变化下的应力应变关系式；对冠型与半球型气压砂轮的接触应力进行仿真对比分析，研究压缩量对不同尺寸结构冠型气压砂轮应力分布的影响，仿真结果表明：冠型气压砂轮与工件接触区域应力分布近似呈圆形，且数值均匀呈高斯型分布，有效克服了半球型气压砂轮接触中心区域应力缺陷的现象. 激光强化Cr12模具的光整加工试验结果表明：D=40、80和120 mm的冠型气压砂轮，最佳压缩量分别为3、4和5 mm，平均表面粗糙度分别能达到150～160、60～65和30～33 nm. 冠型气压砂轮有效地提高了光整效率与面形精度，可以针对不同加工对象，优选最佳光整工具.