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河北工業大學省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室張德權等認為,RV減速器作為高端裝備核心零部件其性能好壞直接影響裝備整機性能。動力學分析是提高RV減速器長期穩定服役能力的重要手段。當前研究在動力學建模時未考慮多源不確定性因素的影響,導致所建立理論模型誤差較大,影響后續分析精度。為此,基于分層貝葉斯推理開展RV減速器不確定性度量與傳遞研究,實現其動力學模型修正及動態響應預測,旨在為準確評估RV減速器動態特性提供有效保障。根據RV減速器結構特點及傳動原理,建立整機與核心零部件動力學理論模型,采用Newmark法求解位移、速度和加速度響應。引入待修正參數的多層超參數概率分布,構建整機與核心零部件分層貝葉斯概率模型。充分考慮待修正參數的先驗信息,運用過渡馬爾可夫鏈蒙特卡羅法進行識別獲取后驗分布信息,準確修正RV減速器動力學模型。在此基礎上,將參數不確定性進行傳遞,實現動態響應預測。針對某國產RV-20E型減速器,采用所提方法對其薄弱環節曲柄軸和擺線輪進行分析,得到兩者剛度參數的后驗分布信息及動態位移響應預測結果。
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浙江大學流體動力基礎件與機電系統全國重點實驗室婁山河等指出,傳統的計算機輔助設計以幾何特征為主導、以定量表征為依據、以經驗試錯為手段,難以有效支持設計信息殘缺且設計認知混沌的概念設計階段。我國正步入“十四五”發展的新時期,認知科學和人工智能的高度融合為復雜裝備概念設計帶來了全新的機遇與挑戰。人機認知協同的概念設計將設計對象和設計主體有機結合,從經驗試錯推理發展到設計規律外顯認知,揭示設計對象遞歸迭代與設計主體認知演化的內在聯系,實現概念設計抽象認知過程的計算機可理解和可計算。闡述側重設計對象和側重設計主體的復雜裝備概念設計研究現狀,分析客戶需求語義認知辨識、思維認知規律神經成像、功構映射智能認知推理和概念方案協同認知決策等人機認知協同的概念設計關鍵技術。在分析現有計算機輔助概念設計局限性的基礎上,對新一代基于人機認知協同的計算機輔助概念設計進行了展望。
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大連理工大學高性能精密制造全國重點實驗室王福吉等指出,碳纖維增強熱塑性復合材料3D打印技術,是實現先進復合材料復雜結構件一體化制造的有效途徑。由于短纖維不連續、連續纖維間基體的載荷傳遞能力弱,3D打印短或連續碳纖維等單一形態纖維增強熱塑性復合材料的力學性能提升進入瓶頸期。發展短-連續碳纖維同步增強熱塑性復合材料(Short-continuous carbon fiber synchronous reinforced thermoplastic composites, S/C-CFRTP) 3D打印技術,是突破復合材料復雜結構件高質量制造技術瓶頸的重要途徑。然而,由于含短纖維的基體熔融黏度大、3D打印溫壓時變性強,現有原位浸漬工藝難以保證基體對連續纖維的充分浸漬,導致3D打印S/C-CFRTP力學性能較差,無法滿足工程應用需求。提高纖維-基體浸漬程度是實現S/C-CFRTP高質量3D打印的關鍵。基于離線浸漬方法,提出同步增強預浸線材制備及3D打印工藝。研究了同步增強預浸線材制備工藝路線、參數對其浸漬程度、纖維含量及抗拉強度的影響,提出了“混合-浸漬-定形”工藝路線、“小制絲速度-大出口直徑”工藝參數的預浸線材高質量制造策略,其抗拉強度達448.70 MPa。同時,通過對比不同打印工藝成形樣件的空隙、纖維含量和抗拉性能,發現預浸線材擠出工藝將S/C-CFRTP的空隙率降低近一半,纖維含量提高約7%,抗拉強度和模量提升約18.6%和11.6%,達約430.45 MPa和38.51 GPa。
探花
清華大學機械工程系何華等認為,輪式移動機器人多機協同搬運負載過程中受到的地面非完整約束以及負載剛性約束,對其軌跡跟蹤控制器的動態特性以及穩態誤差均提出很高的要求?;诶钛牌罩Z夫第二方法,設計輪式移動機器人漸進穩定軌跡跟蹤控制器,實現輸入飽和約束可沿廣義速度空間邊界滑動,在保證控制信號不超出機器人廣義速度空間的前提下,提升軌跡跟蹤控制器的響應速度。研究軌跡跟蹤控制器對不同目標軌跡的跟蹤誤差規律,提出以門限角度為分界的狀態機,控制機器人對目標參數的響應順序,減小跟蹤過程誤差。基于模糊控制器,實現軌跡跟蹤控制器增益系數的動態調節,有效降低對不同目標速度的跟蹤穩態誤差。通過多機協同搬運負載試驗驗證控制器的正確性和有效性。
榜眼
大連理工大學工業裝備結構分析國家重點實驗室時光輝等指出,未來先進飛行器的研制,對結構系統在功能和性能上均提出更高的要求,表現在結構的承載功能一體化、智能化、輕量化、承載效率提升等方面的需求,因此需要與之匹配的先進制造手段作為支撐。增材制造由于其在宏微觀復雜結構研制、小批量柔性生產、高效率快速響應等方面的天然優勢,成為未來支撐先進結構研制的先進制造方式之一。首先以飛行器承載結構為研究對象,分析各個部分的主要材料體系以及各個部分可能的增材制造應用前景,對現有的增材制造與飛行器結構研制的結合實現結構輕量化性能提升、復雜構件制備、快速原型機研制方面進行綜述分析。進一步,通過具體的工程需求分析,闡述飛行器結構在新材料、優化設計、制備、維護/維修、成本控制等方面對增材制造的需求,為增材制造技術在飛行器承載結構和非承載功能結構技術上推廣應用提供支撐和參考。
狀元
哈爾濱工業大學機器人技術與系統國家重點實驗室姚玉峰等認為,目前腦卒中患者的運動康復主要由康復醫師輔助完成,但我國的康復醫療資源并不充裕,無法滿足當下迫切的卒中及偏癱康復需求。機器人輔助康復治療是一項幫助腦卒中患者康復的新技術。上肢康復機器人能夠輔助上肢偏癱患者完成康復訓練、恢復運動能力,并降低醫師工作強度,目前已被應用于臨床治療。首先分析人體上肢生理結構,并引出腦卒中患者的康復需求;進而根據交互方式與驅動形式將上肢康復機器人分類,詳述其結構特點與應用場景;同時歸納上肢康復機器人的典型控制策略、總結腦卒中量級與運動能力的評定標準;最后,指出目前上肢康復機器人目前面臨的挑戰,并展望了發展趨勢。從醫工結合的角度梳理上肢康復機器人的研究現狀,總結技術的不足,為本領域的創新和實踐提供了研究思路。
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責任編輯:趙子祎
責任校對:惲海艷
審 核: 張 強
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