双横臂式独立悬架下摆臂的轻量化设计

针对双横臂式独立悬架下摆臂的结构优化问题,提出一种基于刚度和质量灵敏度分析的参数化优化方法。通过Hyper Mesh建立下摆臂有限元模型,选取4种极限工况对下摆臂进行强度分析和自由模态的仿真分析。选择关于下摆臂刚度及质量的灵敏度相关性较高的零件作为优化设计变量,下摆臂质量最小化为设计目标函数,强度性能为约束条件进行轻量化设计。仿真结果表明,优化后的摆臂模型,其刚度及模态性能得到保证的前提下,悬架下摆臂结构总成质量减轻23.6%。     

一种新型太阳能光伏板清洁机器人控制系统的设计

设计了一种新型的用于大型太阳能光伏电站光伏板清洁工作的机器人控制系统,实现机器人底盘调平、直线行走、机械臂清洁、清扫和吸尘等全自动化作业。控制系统采用专用运动控制器TTC60作为控制核心,利用电控比例阀组成的液压系统,使机器人按清洗工序顺序动作,结合机械调平机构,能够在地面不平时对平面光伏板进行自动清扫和吸尘,以1 km/h可以实现3 000 m~2/h的清扫。     

基于改进遗传算法的光伏板清洁分级任务规划

针对利用移动清洁机器人对大面积光伏电站光伏板清洁作业时的任务规划问题,提出分区规划策略.根据风口、光照时长等环境因素对光伏电站采用基于清洁优先级的分级任务规划,利用Hamilton图将太阳能光伏板清洁问题转化为巡回旅行商问题(TSP).针对遗传算法效率低、容易过早收敛的缺点,提出锦标赛选择法与轮盘赌选择法相结合的混合选择算子和基于分段规则的交叉算子的改进遗传算法.采用改进遗传算法规划机器人清洁光伏电站的清洁顺序.实验结果表明,相比于自适应遗传算法,改进遗传算法的求解效率更高、结果更好.     

精密仪器承载板的多尺度轻量化设计

针对过载下航空零件精密仪器承载板的结构轻量化和力学性能提升的需求,融合拓扑优化和点阵优化的优点,以结构最小柔顺度为约束、质量最小化为目标,提出了一种拓扑优化与点阵优化相结合的多尺度轻量化设计方法,并对关键参数格栅结构、格栅填充比和体积约束设计了三因素三水平正交实验,在保证安全性能的前提下使优化件达到质量最轻。结果表明,多尺度轻量化后的仪器承载板的质量减轻了85.2%,过载下的变形降低了29.07%,结构的动力学性能得到提升。在拓扑优化基础上再采用格栅结构填充的多尺度优化设计方法可降低优化件的质量,为航空领域中承载板类零件的轻量化设计提供了参考。     

光伏并网发电模拟装置的设计

本文从节能减排的角度出发,设计了一款基于SPWM（sinusoidal Pulse Width Modulation）技术的光伏并网发电模拟装置。设计中正弦逆变器主回路的前级结构采用BUCK降压,MOSFET作为开关元件,具有驱动功率小、开关速率高的特点。后级采用工频全桥逆变,IGBT作为开关元件,IR2110作为开关元件的驱动IC,单片机STC125A32AD产生SPWM信号,实现频率相位跟踪、输入欠压保护以及输出过流保护功能。另外,光伏电池的最大功率点跟踪控制由单片机编程来调节占空比的方法实现。     

基于有限元法的轿车发动机罩板轻量化设计

以某型多功能乘用车为对象,结合材料替换与结构改进对该车的发动机罩内、外板进行轻量化设计,同时解决了实车碰撞试验中发动机罩铰链发生断裂的问题．轻量化设计的发动机罩板满足了静态刚度设计要求及整车耐撞安全性能,验证了轻量化方案的可行性．发动机罩内、外板的减重效果分别为46．38%和50．18％．     

汽车车身轻量化设计方法探析

车身轻量化是当前汽车车身设计与发展的必然趋势,先进技术为车身轻量化提供了可能。然而,轻量化设计必须全面考虑汽车车身材质、汽车车身的灵敏性和汽车车身的碰撞安全性。因此,轻量化设计成为当前汽车车身设计的重要研究内容。研究汽车车身轻量化设计方法不仅能够促进汽车车身轻量化的发展,而且对汽车制造业的进步意义深刻。为此,本文从汽车车身轻量化设计的基本方法入手,探索了汽车车身轻量化设计有限单元建模及基本性能,并从灵敏度、高强度钢材、碰撞安全性这三个方面探索了车身轻量化设计的具体方法。     

双横臂扭杆独立悬架设计

综合国内外资料，探讨了双横臂扭杆悬架设计广泛应用的圆截面直扭杆的设计方法和双向筒式减振器的参数的初步确定，并用于某轻型客车前悬架的改进设计，获得了满意的结果。     

贮箱轻量化设计几何参数优化方法

为有效减轻推进剂贮箱质量、提高液体火箭的有效载荷运载能力,提出一种推进剂贮箱几何参数优化方法。在建立椭球底圆柱贮箱模型的基础上,应用材料力学理论对贮箱结构进行应力分析,推导出了贮箱椭球下底、圆柱筒及椭球上底经向应力与环向应力的解析式。在保证贮箱应力强度可靠性的前提下,结合贮箱应力分布特征与材料强度理论定义贮箱最大等效应力,并据此确定贮箱设计所需壁厚参数。根据推进剂贮箱设计需求,确定贮箱质量与贮箱设计参数间的约束关系,以贮箱质量最小化为优化目标,对贮箱半径与椭球模数进行优化设计。以某型火箭贮箱的设计参数为例,将优化后贮箱的质量与原始质量进行了对比分析,结果表明:当半径不变、椭球模数减小0.02时,贮箱质量减小5.7 kg;当椭球模数不变、半径增加0.02 m时,贮箱质量减小15.2 kg。     

一种消毒风干一体化牙刷清洁装置设计

本文设计了一种消毒风干一体化牙刷清洁装置,主要是通过小型高压蒸汽锅产生的高压蒸汽对牙刷进行消毒,装置中有一气压检测器能够检测高压蒸汽的压力值,消毒过程完成后,高压蒸汽锅停止工作,控制芯片使小型风机和发热电阻丝开始工作,产生热风,将牙刷风干,以此来实现对牙刷的消毒风干一体化.     

光伏并网发电模拟装置

系统采用HT1112单稳压纯正弦波逆变芯片,结合锁相环技术,选用SPCE061A凌阳单片机作为辅助控制器,设计并制作了一个光伏并网发电模拟装置。通过自制基于正弦脉宽调制技术推动的逆变电源系统,并采用数字电路实现大环路锁相,稳定输出频率及相位。本系统核心部分完全由硬件来实现,单片机部分用来监控整个系统的工作状态及实现保护功能,模拟市电电网部分也由单片机来实现。通过硬件和单片机之间的配合,实现了逆变电压输出,相位跟踪、频率锁定等技术,最终实现光伏并网发电。通过键盘输入、液晶显示形成人机交互界面,系统操作简便快捷,功耗低,性价比高,环保可复用,实现效果良好。     

光伏并网发电和无功补偿综合控制装置设计

光伏并网发电是太阳能资源利用的重要方式,具有无功补偿功能的光伏并网发电系统对改善供电质量,提高发电效率有重要意义。本文提出一种将逆变器和静止无功发生器相结合的三相光伏并网发电控制装置。该装置能够实时检测光伏阵列输出电压和电流、电网电压和负载电流,具有过压、欠压、过流、断相、短路等保护功能。     

基于SPCE061A光伏并网发电模拟装置设计

本系统以凌阳单片机为控制核心,包括DC-DC变换器、DC-AC变换器、滤波电路、辅助电源等模块。由单片机产生SPWM波,驱动DC-AC变换器中的全桥逆变功率转换电路,从而实现直流到交流的转换;采用DC-DC变换实现电压稳定到输入电压一半;利用过零比较的方法,实现频率和相位跟踪。系统具有过流保护和欠压保护功能,能够有效的保护电路,而且具有自动恢复功能。另外,本系统还具有语音报警及液晶显示功能。     

基于图论的共轴主减速器轻量化设计方法

主减速器是直升机传动系统的重要部件,其质量指标对整机性能有着重要影响。以共轴反转直升机的主减速器为对象,提出了一种基于图论的主减速器构型设计方法。1)通过对现有共轴主减速器资料的归纳,得到连接规律、边界条件和齿轮单元;2)建立主减速器对应邻接矩阵的自动生成方法,并将邻接矩阵转换为改进的图论模型;3)生成方案集合并建立筛选规则,得到主减速器的可行方案集合;4)利用序列二次规划算法建立基于齿轮强度约束的优化程序,对可行方案的齿轮质量进行筛选,得到齿轮总质量最小的主减速器方案。为验证此方法的合理性,给出了三级圆柱齿轮构型主减速器方案的设计过程,筛选出一种可行方案。     

复合材料屋面板轻量化设计

将玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)应用于建筑屋面板,为了降低造价和质量,对复合材料屋面板的铺层厚度进行优化.基于Optistruct求解器,采用数学规划法,结合屋面板设计需求,确定设计变量、约束条件和目标函数,建立屋面板优化模型.通过控制复合材料失效因子和板的屈曲因子,约束结构位移,以质量作为目标函数开展优化设计.分析优化前后板的力学性能可得:在满足屋面板刚度的要求下,实现了结构的轻量化.     

基于MSP430单片机的光伏并网模拟装置设计

根据光伏并网发电实验测试的需要,设计了一种基于MSP430F1611单片机的光伏并网发电模拟装置。模拟装置通过MSP430F1611的A/D转换器检测输入电压,根据检测结果选择DC/DC变换的结构,使用驱动芯片TL494对DC/DC变换进行控制,实现最大功率点跟踪(MPPT);利用MSP430F1611的定时器B比较输出功能产生SPWM波,控制单相全桥逆变;利用定时器A的捕获功能,对频率与相位进行检测,完成频率与相位跟踪;利用A/D转换器对系统的电压、电流进行采样,实现幅值跟踪和输入欠压保护及输出过流保护。在IAR平台下开发了SPWM发生程序、A/D转换子程序、相位与频率跟踪程序、人机接口子程序等。借助Matlab/Simulink对主电路及孤岛效应进行仿真分析,结果表明模拟装置性能良好;实物实现了并网和孤岛检测等功能,且并网电流的总谐波失真小。     

电动拖拉机底盘轻量化设计及其多目标优化方法

电动拖拉机底盘轻量化设计可以提高整车性能,并且可达到降低使用能耗以延长续航时间的目的。本文根据18 k W电动拖拉机主要技术参数,进行电动拖拉机底盘结构方案的设计;基于拓扑优化对底盘中强度盈余较大的后桥壳体进行结构改进,对第7阶模态云图中的振型突变处进行结构调整;采用多目标优化方法降低底盘前部电池箱承载区纵梁、主车架纵梁、第二横梁、第三横梁、变速箱壳体结构的厚度,达到了轻量化设计的目的,并完成了动、静力学特性的校核。     

轿车等速万向传动中间轴的轻量化设计方法研究

以轻量化为指标,考虑轿车等速万向传动中间轴的空间布置约束、产品功能约束、产品强度约束、制造工艺及热处理工艺约束和性能约束,提出了一种轿车等速万向传动中间轴轻量化的设计方法.通过强度试验验证了所设计的传动轴满足产品强度要求.与传统实心轴、等内径空心轴、摩擦焊接空心轴对比,减重效果明显.