摘要:简要介绍介电弹性材料驱动器的基本原理、结构组成及其在机器人中的应用现状，重点分析介电弹性材料性能的理论研究进展，包括材料特性、本构理论、失效模式及稳定性等.总结介电弹性材料驱动器对柔性电极性能的要求，并对柔性电极工艺特性进行具体分析，深入探讨介电弹性驱动器目前所面临的挑战，对介电弹性材料驱动器在机器人系统中的应用前景进行了展望.

摘要:重点介绍霍尔推力器耦合区物理过程的研究现状.霍尔推力器的耦合区连接阴极与通道内等离子体，控制通道入口电子参数，也通过耦合环境影响阴极自身的电子发射特性.由于耦合区处于推力器外部的负梯度弱磁场区，导致耦合区发生的物理过程十分复杂.分别从种子电子向通道内传导、羽流中和过程、等离子体桥电子的E×B漂移和耦合环境中的阴极放电等方面讨论了耦合区的参数分布和影响因素，总结了耦合区的特点，指出了目前研究的难点与不足，并对后续研究给出了建议.

摘要:为高效开发利用低品位风能和洋流能，采用涡扇发动机喷管引射技术，设计含有单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮，给出一种波瓣引射器的参数化方法，并基于CFX软件RANS方程和k-ε湍流模型数值研究涡轮气动和引射特性.结果表明：含单级涡轮和波瓣引射器结构的低品位风力/洋流涡轮可将其转子四周流过的能量通过波瓣引射器引入涡轮后侧，通过流向涡和正交涡共同产生的抽吸作用，降低涡轮转子后侧被压，使有效做功速度增大约1.4倍，等效于提升了能量的品位.在2~6 m/s的风能和2~4 m/s的洋流能利用方面，含单级涡轮和波瓣引射器结构的风力/洋流涡轮功率曲线与来流速度成指数增长，流通能力增大32.70%~35.33%，在低速工况能量利用率可达66%~77%.

摘要:为减小空间可展开机构中弹簧展开铰链应用时易产生的冲击，通过拉格朗日方程与赫兹方程，提出铰链展开末端的冲击加速度和冲击力矩的计算方法，分析影响冲击力矩大小的主要因素，首次从组合机构的角度，提出间歇性运动机构和耗能型机构两种降低弹簧展开铰链展开末端冲击的设计方案，从能量的角度讨论两种机构减小铰链冲击方法的作用效果.对两种降低铰链冲击的机构进行三维建模，并对模型进行仿真验证.仿真结果表明：间歇性运动机构和耗能型机构分别可以使冲击力矩减少约90%和31%.研制两种低冲击铰链机构样机，并进行试验和测试，冲击加速度测量结果表明，间歇性运动机构和耗能型机构可以分别使铰链展开末端冲击速度降低约95%和40%.

摘要:为有效降低汽车气动噪声，依据声类比思想将气动噪声计算分成流场和声场计算，采用全域与子域分步计算流场和ACTRAN计算声场相结合的方法对某SUV型汽车后视镜的3种方案的气动噪声进行数值仿真，得到车外流场与车内外的声场及声压级频谱曲线，分析流场云图和声压级频谱曲线的变化规律.结果表明：方案Ⅲ的后视镜因边缘凸起改善了侧窗外流场湍流脉动压力、漩涡和声源位置分布，减少了后视镜通过侧窗传播到车内的噪声.数值仿真结果与实验测试结果吻合较好，验证了方法的正确性.该方法可优化车内声场的分布，提高司乘人员舒适性.

摘要:针对间断型需求因需求发生随机、需求量值波动大而导致预测困难这一问题，提出一种新的备件需求预测方法.该方法能分别预测需求发生时间和非零需求发生时的需求量值.对于0-1需求发生时间序列，采用调制方法对其进行平滑处理，运用神经网络对调制后的0-1时间序列进行预测，获得需求发生时间的预测值.采用时间聚合方法对实际备件需求时间序列进行预测，将滚动预测应用到解聚合过程中，得到备件的需求量预测值.使用三一重工砼活塞和核电设备的备件需求数据对方法进行验证，结果表明，该方法的预测精度要优于Croston方法、指数平滑法以及BP神经网络，证明了所提方法的有效性和准确性.

摘要:针对太阳翼基板构型设计方法缺乏系统性和普适性问题，提出太阳翼基板构型的基本几何模型——可展曲面.利用类比的方法，将可展曲面上的直母线当作基板间的转动副，将直母线之间的曲面当作基板，建立可展曲面与基板构型之间的对应关系.从几何学和机构构型的角度研究太阳翼基板的折展原理，建立不同基板构型的几何特征约束方程.阐述太阳翼基板构型基本组成单元的概念并找到各基本单元，对现有的太阳翼基板构型进行分类，并对不同的构型进行分析，验证了可展曲面与基板构型的对应关系.对新型太阳翼基板构型进行分析，并建立了对应的几何模型.

摘要:针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题，提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真，验证这两种算法的优缺点；结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系，提出对NURBS曲线进行区域分割，实现离散后的小线段轨迹局部等弦长、等弦差，轨迹相对光顺.利用平面光栅进行实验验证，实验结果表明：利用该算法，离散后的小线段轨迹可以很好地逼近原NURBS曲线，并且保证轨迹相对光顺.

摘要:为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率，提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型；对地面环境点云数据进行Delaunay三角化，采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集；利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型，通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测，避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明：基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内，碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.

摘要:针对2自由度铰接车体车辆直线越障偏移问题，建立车辆越障运动的动力学模型.以后车体绕z轴的角速度、沿y轴速度和前车体相对后车体的横摆角速度作为被控量，建立误差运动学模型，对误差系统进行稳定性和能控性分析.由于净转向力矩有上限，采用反步法设计系统的抗饱和控制器，对运动偏移控制中的液压转向机构输出饱和现象进行抑制.通过计算得到了在偏移控制过程中液压转向执行机构的净输出力矩随时间变化的曲线.结果表明：加入抗饱和控制器后，通过前后车体间的转向液压系统控制前后车体相对角速度，车辆越障运动时的y向偏移误差在5 s后收敛至0，前后车体夹角、后车体进方向的偏角也随时间逐渐收敛至0，车辆沿直线路径行进，证明抗饱和控制算法能有效地消除越障偏移误差.

摘要:为改善混联式混合动力汽车动态响应过程中系统性能降低的问题，建立各个动力源系统的动态响应模型以及耦合机构模型，提出采用多动力源协调控制策略.电机A采用专家PID控制，发动机采用虚拟速差控制，电机B采用基于模型的补偿控制，利用系统特殊耦合关系，减小动态响应过程中各状态量相对于稳态优化点的波动程度.仿真结果表明，提出的协调控制策略使动态响应过程的时间缩短，发动机、电机以及输出轴的转矩转速波动减小.多动力源协调控制策略显著提高了动态响应过程中的系统性能.

摘要:为满足自适应巡航系统跟车模式下的舒适性需求并且兼顾车辆安全性，基于模型预测控制原理提出一种多目标鲁棒跟车控制算法.建立考虑前车加速度干扰的自适应巡航系统车间纵向运动学模型，该模型可全面反映系统的动态演化规律，提高模型的精度和可靠性；针对自适应巡航系统需求进行目标分析，设计一种考虑舒适性和安全性的多目标模型预测控制算法；针对模型预测控制算法鲁棒性较差的问题，引入修正项反馈，提高控制系统鲁棒性，采用向量约束管理法解决模型预测控制算法硬约束造成的控制系统无优化解问题.仿真结果表明：该算法使跟车时车辆加速度及冲击度保持在舒适性范围，同时车间距始终大于最小安全距离，兼顾了舒适性和安全性要求，实现了自适应巡航控制系统跟车目的.

摘要:为深入研究系统两阶段随机退化及环境变化对退化过程的影响，构建两阶段退化模型.将系统的退化过程分为退化点的产生与退化点的生长两个阶段，分别采用非齐次Poisson过程和非定态Gamma过程进行建模.引入环境影响因子，研究环境变化对系统退化过程的影响，建立带随机突变的两阶段退化模型，对视情维修进行建模研究.实验分析单阶段与两阶段退化模型在不同环境影响因子下，系统期望成本与检测间隔时间之间的关系以及寿命分布.结果表明，提出的建模方法对解决随机退化系统维修决策问题有效、实用.

摘要:为改善氨水卡林纳-朗肯循环组合系统的运行性能，选取动力回收效率和（火用）效率作为评价指标，对氨水卡林纳-朗肯循环组合系统进行研究.分析外界冷热源温度变化对系统动力回收效率和（火用）效率的影响规律，并且分析在一定初始条件下循环系统各个设备的（火用）损失和（火用）效率，有针对性地改善系统的传热性能.在热源进口温度为300℃，卡林纳循环和朗肯循环冷源进口温度分别为25℃和15℃时，卡林纳循环和氨水朗肯循环的动力回收效率分别为18.2%、14.6%，（火用）效率分别为41.1%、33.1%，而氨水朗肯循环的综合动力回收效率和综合（火用）效率可以达到19.6%和46.5%.当供暖水温度分别为70℃或90℃而回水温度保持40℃时，氨水朗肯循环可以获得55.3%或65.6%采暖回收率，8.7%或13.4%的热水（火用）效率.

摘要:针对钢铁企业高炉煤气产生量和消耗量波动频繁，难以有效预测的问题，应用小波分析方法将高炉煤气产生量和消耗量历史数据经剔除"噪声"后分为趋势数据和波动数据，并结合高炉实际运行工况，建立一种具有时序更新和自我修正功能的最小二乘支持向量机（Lssvm）高炉煤气动态预测模型.以一座容积为3 200 m³高炉的煤气产生量和相应的热风炉煤气消耗量作为样本数据，对8 h内的煤气产生量与消耗量进行了动态预测.结果表明：采用小波分析后的Lssvm预测模型绝对平均误差降低到2.77%，Update_Lssvm模型预测高炉煤气产量精度达到1.55%，热风炉高炉煤气消耗量精度达到4.23%，解决了变工况下高炉煤气产生量和消耗量预测随机性问题.与其他预测模型相比，Update_Lssvm模型预测精度明显提升.该模型不仅具有泛化能力，也为高炉煤气优化调度提供了理论依据.

摘要:针对车床实际工程应用中主轴与进给轴综合误差对工件加工精度产生影响问题，建立包含工件膨胀效应的主轴与进给轴综合热误差模型，并进行实际切削验证.以精密车床为研究对象，综合分析车床主轴、进给轴和工件在实际加工中的相互影响关系，并建立三者之间的综合热误差多元线性回归模型（MLRA）.实验结果表明：含有工件膨胀效应系数的综合热误差模型符合实际工况，有效提高了车床的加工精度.主轴热误差模型的预测精度达85%以上，进给轴预测精度达70%以上，实际加工中工件误差由15 μm降低到5 μm左右.综合热误差模型显著提高了高精密数控车床的加工精度.

摘要:为减少叶片设计参数，提高设计效率，用儒科夫斯基型线进行液力变矩器导轮叶片造型研究.对儒氏型线进行简化，并采用尾部加厚处理，使其适应液力变矩器流动要求；构建儒科夫斯基导轮叶片型线模型，用该模型对一系列液力变矩器导轮叶片进行拟合.仿真计算与实验结果对比表明：处理后的儒氏型线能够精确表达已有液力变矩器导轮叶片，可以用于液力变矩器导轮叶片的设计.在集成式液力变矩器设计平台上，利用基于存档的小种群遗传算法对儒氏型线液力变矩器导轮叶片进行优化，结果显示：与传统叶片造型方法相比，儒氏型线可以利用较少的参数有效地进行液力变矩器导轮优化设计，缩短了设计周期.

摘要:为减轻张拉整体结构的质量，提出一种张拉整体结构最小质量优化方法及进一步减轻质量的自相似迭代设计方法.以外载荷作用下的圆柱形张拉整体结构为研究对象，根据构件质量、材料失效模式的关系，提出以构件力密度、横截面积作为设计变量，结构静力平衡方程为约束的优化数学模型，采用线性规划优化方法对数学模型进行优化，并给出压杆两种失效模式下结构最小质量的选择方法；为进一步减轻质量，把三维T型杆自相似迭代结构应用到圆柱形张拉整体结构中，提出一种自相似迭代设计方法来设计一个质量更轻的张拉整体结构，提出有效替代空间概念，给出有效替代空间的计算方法.算例计算结果表明，最小质量优化方法及自相似迭代设计方法可以设计出质量更轻的张拉整体结构.

摘要:波浪能装置中浮子的运动性能直接影响装置的能量吸收.采用基于N-S方程的CFD方法建立三维数值波浪水池，对一种特定波浪能装置中的浮子进行时域数值模拟，并与实验对比验证了该方法的可行性.从流场的角度分析浮子运动对周围流体的影响，研究浮子在单自由度垂荡、单自由度纵摇和双自由度垂荡、纵摇时的运动及能量吸收规律.结果表明：浮子在单自由度垂荡和纵摇时，其俘获宽度比随PTO阻尼系数的增大会出现最大值，即俘获宽度比存在最佳PTO阻尼；浮子双自由度运动时其俘获宽度比高于浮子单自由度运动时的俘获宽度比；浮子不同自由度的对比表明，两个自由度在浮子的能量吸收上可以相互影响.

摘要:依照矫正分形几何学理论与Hertz法向接触力学方程，建立新柔性结合部法向接触阻尼方程.考虑变化凸起顶端曲率半径与连续载荷，推出一种求导函数但非偏导函数获取办法，构建2个凸起之间互相作用的法向接触刚度方程.研究结果表明：法向接触阻尼随着表面粗糙轮廓分形维数的增大而先下降后增加；当表面粗糙轮廓分形维数小于第一拐点时，法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而增大；当表面粗糙轮廓分形维数大于第一拐点时，法向接触阻尼随着分形粗糙度的增大而减小；法向接触阻尼随着法向接触载荷的增大而先减小后增大.仿真曲线图中的2个拐点和1个极小值点为干摩擦结合部接触参数的优化设计提供了依据.

摘要:为准确预估渐开线花键副微动磨损疲劳寿命，在假设微动磨损与微动疲劳共同作用的情况下，对某型机主减速器花键副的微动损伤机理进行研究.分析国内外现有的微动疲劳预测方法，在传统SWT法预估疲劳寿命的基础上，忽略疲劳发生的位置和方向，给出花键副的损伤累积计算方法，在给定工况下预估航空花键副微动磨损疲劳寿命.结果表明：花键副微动作用过程中，微动磨损与微动疲劳互相竞争互相抑制，最终导致花键副在两种微动模式共同作用下发生疲劳失效；花键副的疲劳寿命随着SWT值的增大而减小.提出的损伤累积模型能较准确地反映微动磨损对微动疲劳的作用，为花键副的设计和维修提供了数值参考，也为进一步研究考虑齿侧间隙时的花键副微动磨损疲劳寿命预估提供了依据.

摘要:针对电工钢自由规程轧制过程起浪问题，开展电工钢不同冷却条件下的连续冷却相变转变温度分析测定和Gleeble热模拟实验，发现电工钢在975~875℃的奥氏体-铁素体两相区，随着轧制温度降低，变形抗力反而减小；电工钢大量同宽自由规程轧制下的工作辊出现严重的不均匀的箱型磨损和明显的热胀，综合辊形变化显著.考虑电工钢两相区变形抗力差异和综合辊形变化，建立电工钢热轧过程轧辊轧件的三维弹塑性耦合有限元模型，仿真分析轧制力、弯辊与窜辊对承载辊缝形状的影响，研究摩擦系数、压下量与轧制速度对带钢宽度方向内应力变化规律的影响，采用Shohet板形判据确定电工钢比例凸度残差变化路径，明确电工钢在"平坦死区"较大的上游机架出现"异常起浪"的生成过程.该方法为电工钢热轧板形的浪形控制提供了依据.

摘要:针对零件内部交叉孔相贯线处的毛刺去除困难的现状，利用电解加工的原理，采用插孔固定阴极式的电极布局形式，提出基于电流检测的自动电解去毛刺的方法.建立电解去毛刺的数学模型，用仿真和实验研究电解去毛刺过程中加工间隙、加工电压及加工时间对毛刺去除的影响，分析去毛刺过程中电流密度随时间的变化规律.在该电极布局形式下，毛刺与工件间的平均电流随着毛刺的去除逐渐下降，且电流曲线的斜率在毛刺完全去除后趋近于0.以此作为去除过程是否完成的判断依据，研制了自动电解去毛刺的控制系统并完成了自动化去毛刺实验.实验结果表明：该方法能够有效地对毛刺大小进行判断，可以控制加工时间进行精确的毛刺去除，成本低、安全可靠.

摘要:为揭示表面微织构的几何参数及分布特征对滑动轴承性能的影响，建立具有方形、圆柱形和三角形织构的径向滑动轴承三维有限元模型，在考虑空化效应和紊流影响的前提下，采用基于N-S方程的计算流体力学（CFD）技术对模型进行仿真，对比分析了不同微织构形状、分布位置、密度和尺寸下径向滑动轴承的性能.结果表明：当微织构布置在滑动轴承主要承载区时，可提高滑动轴承的承载能力，降低润滑油流量和摩擦系数；方形微织构对滑动轴承承载能力的提升作用最大；存在一个最优的织构密度、宽度和宽深比，使轴承的承载能力最大.合理的微织构设计可以有效提高滑动轴承的性能.

摘要:为研究刚度特性对重型燃机端面齿联轴器工作行为的影响，构建端面齿联轴器刚度分析参数化模型，对端面齿接触压力、扭转刚度、压缩变形等重要参数进行计算分析.采用有限元方法研究联轴器结构变形与刚度的变化规律.用实验装置对联轴器的变形和刚度进行了直接测试，刚度模型计算结果与有限元结果以及实验结果吻合较好.研究结果表明：螺栓预紧过程中端面齿及轮盘圆柱发生了不同程度的扭转，导致联轴器各部件刚度特性各有不同，其中端面齿压缩刚度随预紧力增大明显增大，而其它部件的刚度略微减小.由于扭转的存在，端面齿联轴器在变形、刚度变化规律、接触应力及接触状态等特征上有别于一般的联轴器.

摘要:为规划不连续预浸丝束在构件曲面上的合理排布形式，分析构件外形、预浸丝束变形和铺层力学方向对构件曲面上铺放路径规划的影响，提出一种工程实用的铺放线型规划方法.分别计算当前路径点的力学方向和材料容许铺放方向相对于测地线方向的偏角，通过偏角比例控制系数来确定多约束条件下的铺放方向，依次求得新的路径点，从而实现构件曲面的铺放路径规划；以曲面均匀铺满为目标，引入重叠系数进行线型的覆盖性分析，计算丝束增减的合理位置，完成构件曲面的铺放线型规划.以某自由曲面铺放线型规划为例，验证了该规划方法的有效性.

摘要:针对板带热轧过程中终轧板带横向厚度分布的检测、预测方法存在的缺陷，建立自适应粒子群优化算法（PSO）和误差反传递（BP）算法混合训练的神经网络预测模型.该网络模型在BP神经网络的基础上，通过自学习过程对网络结构进行动态优化；借助PSO算法优化网络的权值和阈值，提高网络收敛速度和预测精度.某厂二辊可逆热轧机现场轧制数据验证表明：稳态轧制状态下，该模型预测精度高，平均绝对误差仅为3.6 μm，其中87.1%的误差在±4 μm范围内；通过对轧后板带横向厚度的统计分析，去除板带头尾部分，板带厚度的绝对误差在30 μm以内的频率为90%.该神经网络模型可以代替凸度仪对热轧板带横向厚度分布进行预测，并且能够对板形的调控机构根据预测结果进行精确的控制，适应高精度板形控制的要求.

摘要:为增大无阀微泵流量，改进合成射流微泵设计方法，设计一种基于合成射流压电激励器的微泵结构，并提出关键结构参数的确定方法.在合成射流激励器流场模拟结果基础上，绘制其轴线上的轴向瞬时速度变化曲线以及出口横截面上的轴向速度分布曲线，利用轴线上轴向速度稳定点以及出口横截面上轴向速度分布曲线的零点确定最佳泵腔高度和出口直径.对所选用的合成射流激励器流场进行三维数值模拟，结果表明：利用该方法得到微泵结构的最佳泵腔高度为7 mm，最佳出口直径为1.78 mm.在零背压下，当雷诺数为225、频率为100 Hz时，该合成射流微泵流量可达32.1 mL/min.数值仿真与实验对比验证了方法的可行性.利用该方法可以有效地确定该类微泵在大流量且连续稳定出流性能下的关键结构尺寸.