实现由制造大国向制造强国的转变,已经成为新时期我国经济发展面临的重大课题。在详细分析我国制造业现状的基础上,阐述了“中国制造2025”的指导思想、战略部署、基本方针和战略举措,认为“互联网+先进制造业+现代服务业”将成为中国经济发展的新引擎。指出“制造业数字化网络化智能化是新一轮工业革命的核心技术,应该作为中国制造2025的制高点、突破口和主攻方向”,重点围绕“智能制造是新一轮工业革命的核心技术”和“智能制造是中国制造2025的主攻方向”两个论断展开了全面深入的剖析解读。
旋涂法是光刻工艺中涂胶的重要方法,在旋涂经典EBP方程和考虑挥发与转速关系的溶剂挥发模型基础上,通过数值模拟对溶剂挥发模型提出的过渡点增加了动态参数因子补偿,得出更合理的膜厚拟合方程。通过自制的旋涂验证装置进行光刻涂胶实验并采集相关实验数据来验证拟合方程的正确性。利用该优化的拟合方法来指导实践,可制定更为合理的实际工艺参数。
提出了基于模型定义技术及动态同构树数据框架的三维图样实现方法,为数控机床公差优化分配过程提供优质数据源。基于雅可比旋量法构建了公差分析模型,对公差传递链各个环节进行了敏感度分析。在满足设计要求的条件下,以成本最小为原则,对各环节公差进行最优配置。以某龙门导轨磨床磨头为例,建立了各零部件的三维图样,并在系统中完成了其公差优化分配过程。验证了基于三维图样的公差优化分配方法的可行性。
为了揭示主要几何参数对水压马达止推环功率损失的影响规律,按照L16(45)正交表,选取了腰形槽个数、腰形槽宽度、阻尼管长度等5个因素,每个因素取4个水平,设计出16种方案。采用数值模拟的方法对所设计的方案进行正交试验,得到了16种设计方案的功率损失值,并通过极差分析找到了各几何参数对止推环功率损失影响的主次顺序,提出了止推环参数的最优设计方案。根据优选结果并结合数值模拟对水压马达止推环的止推特性进行了分析,得到了适合于水压传动的剩余压紧力系数。
通过对比分析有限元理论中显式积分和隐式积分两种方法的优劣,针对汽车座椅安全带拉伸试验这一准静态过程,选用LS-DYNA显式有限元程序建立国产某车型汽车安全带分析模型,通过对传统模型中单元类型、计算时间、加载曲线等关键参数进行优化,逐步提高计算仿真结果与实车安全带拉伸试验的吻合度。研究结果为优化建模精度,提高预测准确度,并进一步优化车身结构提供了较好的思路。
世界经济竞争格局正在发生深刻变化,主要发达国家都提出“再工业化”战略,并推出依靠科技创新重振制造业的重大举措,新一轮工业革命正在深化。制造业数字化智能化是新的工业革命的核心技术:一方面,它是实现机械产品创新的共性使能技术,使机械产品向“数控一代”和“智能一代”发展,从根本上提高产品功能、性能和市场竞争力;另一方面,它也是制造技术创新的共性使能技术,使制造业向数字化智能化集成制造发展,全面提升产品设计、制造和管理水平,延伸发展制造服务业,深刻地改革制造业的生产模式和产业形态。今后20年是我国由“制造大国”到“制造强国”转变的战略机遇期;中国制造业的跨越式发展已经具备良好的条件,在“制造业数字化智能化”方面应该而且可能实现战略性的重点突破、重点跨越,为中国的现代化建设作出历史性的贡献。
为了实现变速器箱体轻量化,对通过模态试验验证的某轻型货车变速器箱体模型进行了有限元分析,包括静力学和动力学结构强度分析。基于分析结果对箱体进行了拓扑优化设计。优化结果表明,在保证箱体刚度不变、强度变化小于5%、振动性能基本一致(第一阶自由模态减小了2.8%)的前提下,对变速器箱体的厚度、加强筋及局部进行优化,改进后箱体质量由30kg减为27.6kg,减轻了8%,达到轻量化目标。
由可动结构组成的MEMS器件容易受到封装工艺引入的热失配应力的影响。这种影响不仅会改变器件性能,还会影响其可靠性。从MEMS结构稳定性角度研究封装效应,阐明封装可能彻底改变MEMS的结构稳定性状态,产生屈曲、黏附等可靠性问题。在传统结构黏附模型上,分析了屈曲梁的振动特性和黏附行为。通过表面加工多晶硅梁结构的实验,结合理论模型证明,常规芯片粘接工艺会在梁结构中引入显著压应力,完全改变器件的稳定性状态,并使谐振频率和接触电阻这两个参数发生显著变化。
为了解决球头铣刀数控铣削弧齿锥齿轮时切削带宽小、效率低等问题,提出了基于中凹盘铣刀的弧齿锥齿轮五轴数控高效率铣削方法。在掌握弧齿锥齿轮几何构造的基础上,选用刀底带内凹的盘铣刀,先确定刀具侧倾角以避免齿槽底面的过切,再参考端铣刀加工自由曲面的理论确定刀具前倾角,以保证大的切削带宽。弧齿锥齿轮的数控铣削仿真验证了该高效铣削方法的可行性和正确性。
不确定用户需求信息中存在语义、信息缺失和冗余现象,针对从用户需求信息到产品定制设计参数映射模型准确率低的问题,建立了模糊粗糙集+SVM的融合映射模型。利用模糊粗糙集对用户需求数据做粒化处理以补全缺失信息,再利用其属性约简消除冗余信息,降低空间输入维数。利用SVM构建用户需求信息到设计参数的映射模型。最后,通过注塑机产品实例分析验证了该融合模型的适用性。 不确定;模糊粗糙集;支持向量机;映射模型
针对电涡流传感器标定常用的随机误差分析法会扩大测量误差的估计范围,限制其工程应用的问题,提出了新型误差分析方法,对多批次测量数据进行误差上下限分析,同时建立了测量批次数的判断准则,这样可以更为精确地获得电涡流传感器的测量精度,并且具有较好的工程运用价值。
系统阐述了垂直轴风力发电机几种主要类型的结构、原理及应用情况,简要介绍了在提高风能利用率方面所作的性能改进以及垂直轴风力发电机几个关键的组成部分取得的最新研究进展,指出垂直轴风力发电机是今后风力发电发展的主要方向。最后,针对目前垂直轴风力发电机研究现状的不足之处,提出了需要进一步研究的问题。