唇形密封圈静密封性能快速仿真流程定制技术研究

针对唇形密封圈性能评估过程繁琐且效率低的问题，基于唇形密封圈物理模型与Femap&NX Nastran平台，研究了基于物理模型的唇形密封圈静密封性能快速仿真流程定制技术。首先，基于Mooney-Rivilin模型的橡胶材料本构关系，利用有限元分析软件建立唇形密封圈的轴对称数值模型，针对该模型的非线性问题，采用收敛控制技术取得了良好的收敛性；通过有限元模拟获得了唇形密封圈装配过程中相关密封性能参数，并通过旋转力矩实验验证了密封圈性能评估有限元模拟技术的有效性。其次，基于唇形密封圈物理模型并结合设计工程师对产品性能评估的需求，提出了基于物理模型的仿真流程定制技术，并采用Visual Basic语言，结合Femap API，开发了唇形密封圈密封性能评估软件。最后，通过实例验证了该软件的有效性与通用性，结合CAD（computer aided design，计算机辅助设计）参数化技术，在灵敏度分析的基础上以提高唇形密封圈静密封性能为目标进行结构优化，最终达到提高产品密封性能与密封圈性能评估效率的目的。     

基于TRIZ和仿生技术的产品创新集成模型及其应用

为利用TRIZ和仿生技术两类系统化创新方法来提高产品原理解的产生效率,提出一种基于TRIZ和仿生技术的产品创新集成过程模型.整合了基于生物功能的创新原理,结合Matrix 2003冲突矩阵表,应用Matlab软件实现仿生模本寻找的可视化操作,并建立生物原型树形模型及产品仿生耦合模型.利用所提出的产品创新集成过程模型对风扇叶片进行创新设计,对改进前、后风扇叶片的性能进行了Fluent仿真分析.仿真结果表明:仿生创新风扇叶片在监测面和监测点处质量流率提高了6％,A级噪声值降低了7.8％.风扇叶片的创新设计验证了所建立的集成过程模型的可行性与有效性.     

面向C2B个性化定制的智能推荐算法研究

发展C2B（消费者到企业）个性化定制是制造企业转型升级的重要方式之一,但当前企业个性化定制水平低,用户参与定制的流程中并未引入智能推荐以辅助其进行定制。为了更好地对用户的产品定制和决策进行引导,使用户可以准确描述自身需求,提高定制效率,在产品的个性化定制中,引入了智能推荐的思想,在原有基于物品的协同过滤推荐算法的基础上进行改进,提出了适用于C2B个性化定制的分步式智能推荐算法,并引入一汽车定制案例。对算法的运算及生成推荐结果的过程进行模拟,证明了该算法的有效性和实用性。     

基于VBA的AutoCAD二次开发

AutoCAD作为计算机辅助绘图与设计平台,用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计,其应用广泛、通用性强,已成为国际上广为流行的绘图工具。但是某些特定的行业及应用中AutoCAD显得专业性不强,使用起来效率不高,这就需要在其基础上进行二次开发。介绍几种常见的AutoCAD二次开发技术,对基于VBA的AutoCAD二次开发技术的相关问题进行分析研究,为用户定制适合自己的AutoCAD系统,提供参考。     

高空舱排气系统参数化计算平台研究

目前高空舱排气系统仿真计算领域存在几何建模耗时长、仿真流程慢等问题，为解决此类问题，本文根据高空舱排气系统的典型几何结构特点，采用参数化建模方案，通过对基础结构参数化模型的搭配组合形成满足计算要求的高空舱排气系统几何模型。通过对高空舱排气系统的几何模型进行计算网格的自动划分及数值计算，得到高空舱排气系统的流场及温度场分布数据，并与试验结果进行对比验证，结果表明：计算结果与试验结果的相对误差低于3%，满足工程实践要求。在此基础上，采用先进的计算机软件开发技术对上述分析流程进行封装及定制，并结合商业软件的二次开发技术，最终形成参数化的高空舱排气系统仿真软件集成封装平台。利用该平台可快速搭建参数化的高空舱排气系统模型，实现高空舱排气系统的全流程快速仿真，具有高效、便捷、准确等优点。     

网络化变型产品定制研究

针对现有基于虚拟现实产品定制系统的不足,利用中间件和SolidWorks二次开发技术,实现了用户产品定制信息从功能参数到结构参数的实时转化,并自动生成用户定制的产品模型;选用X3D技术作为定制产品三维模型的显示方式。通过网络与数据库技术,构建了一个基于J2EE的产品定制平台,实现了系统各个模块的信息集成,支持用户在网络环境下进行可视化产品定制,实现了变型产品定制的功能。     

基于设计流程的产品数字化设计研究

结合产品数字化设计的现状及趋势,分析了现代产品设计的主要思路及流程,详细论述了CAD/CAM技术在现代产品设计各环节中的辅助作用。详细论证了通过有机整合现有CAD/CAM软件,实现合理、高效地产品设计流程的可行性。在此基础上,提出基于设计流程的产品数字化设计方案。该方案在产品设计中的实施,大大提高了设计效率,缩短了产品设计周期。     

基于用户画像与协同过滤的大规模定制智能推荐算法研究

大规模定制模式的兴起与发展有效缓解了用户对差异化、个性化产品的需求与追求定制化产品成本高昂之间的矛盾。为更高效地辅助用户在大规模定制过程中做出满意的产品定制决策,对传统面向大规模定制的推荐算法进行相应改进,并结合大规模定制的特征,提出基于用户画像的定制方案推荐算法。选用基于物品的协同过滤算法作为基础推荐算法,引入大数据工具——用户画像模型对初始推荐结果进行二次过滤,以改善传统协同过滤推荐算法易忽视用户自身兴趣偏好特征的问题,提高用户定制体验与推荐精准性。给出手机产品定制案例,对产生最终推荐结果的整个过程进行模拟与分析,验证该推荐算法的有效性和可行性。     

缓冲包装智能CAD系统的设计与研发

介绍了缓冲包装智能CAD软件系统的设计与实现.着重介绍了利用缓冲包装信息数据库,基于UG的二次开发技术建立的缓冲包装图形处理模块及智能化的缓冲包装设计模块,开发能够集成产品信息数据处理,衬垫纸箱的设计校核计算,包装件的结构优化设计及有限元仿真分析等,功能一体化的缓冲包装CAD软件系统的功能模块与应用特点.     

基于申威异构众核处理器架构的模态并行算法

根据国产申威异构众核处理器架构特点,提出了一种结构有限元模态分层通信并行计算方法,对于提高国产申威异构众核分布式存储并行计算机下重大装备系统级模态分析的并行效率具有重要意义。该方法在分层通信策略和加速子空间迭代法的基础上构建了大规模模态分析并行计算体系,不仅实现了计算过程和数据通信的分层,有效提高了通信效率;而且实现了计算数据的分布式存储,显著改善了数据访存效率。将并行计算体系应用于某超深钻机制动系统主体结构和某跨江隧道,实现了上千万自由度、数万核的模态分析并行计算;结合算例对该算法的正确性和有效性进行了评估。结果表明,该算法能够充分利用国产申威异构众核分布式存储并行计算机的体系结构特点提高重大装备系统级模态并行计算效率。     

嵌入式高速电磁阀检测系统设计

研制了一套嵌入式技术的高速电磁阀性能检测系统.该系统在硬件和软件设计上均采用向下兼容的设计原则,可以在不同驱动电压和不同气压下测试二位二通、三位五通等多种电磁阀的动态响应特性及启动气压和泄漏量.采用MSA(测量系统分析)中的评定方法Ⅰ做了大量试验,结果表明,压力测量最大误差小于3 kPa,相对误差为0.449 7%,时间测试精度范围小于1 ms,参照《专用检测设备评定方法指南》计算得到的系统测量能力指数(Cg、Cgk)均≥1.33,满足设备验收要求.     

A methodology for evaluation of metal forming system design and performance via CAE simulation

In the current metal forming product development paradigm, product cost, time-to-market and product quality are three overriding issues, which determine the competitiveness of the developed products. In the up front design process, the first 20% of design activities commits to about 80% of product development cost and product quality issues. How to conduct ‘right the first time’ design is critical to ensure low development cost, high product quality and short time-to-market. To address these issues, state of the art technologies are needed. Traditionally, computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM) technologies provide solutions for representation of design intent and realization of design solution physically. However, it is difficult to address some critical issues in the design of forming process, tooling structure, material selection and properties configuration, and finally the product quality control and assurance. Computer-aided engineering (CAE) technology fills this gap as it helps practitioners generate, verify, validate and optimize design solutions before they are practically implemented and physically realized. In this paper, a methodology for evaluation of metal forming system design and performance via CAE simulation is developed. The concept of metal forming system and its design is first articulated and how the CAE technology helps design and design solution evaluation is then presented. To assess and evaluate the performance of metal forming systems, quantitative design evaluation criteria are developed. Through industrial case study, how the developed methodology helps metal forming system design and evaluation is illustrated and its efficiency and validity is finally verified.     

A combined numerical-experiment investigation on the failure of a pressure relief valve in coal liquefaction

In a direct coal liquefaction unit, pressure relief valves locate on the pipeline between the atmospheric and vacuum towers. Failures of the valve components occur frequently owing to the harsh operation conditions. A combined numerical-experiment investigation on the failures of valves is conducted in this paper. The variation of relative erosion rates of WC–Co coating with impact angles, the function of relative particle velocity, and the distribution of particle diameters are obtained from the high-temperature erosion experiments. Furthermore, the erosion mechanism of WC–Co coating under large impact angles is clarified. In the numerical simulation, the evaporation–condensation, particle motion, erosion, and the modified RNG k-ε turbulence models are used to analyze the phase transition and particle erosion in the valves. Results showed that: due to the high pressure drop and convergent–divergent structure of angle valve, the coal-oil slurry flashes as it enters into the valves. The evaporation of liquid oil produces a large amount of vapor oil, and results in a rapid increase in flow velocity. High concentration solid particles, driven by the high-speed stream, tend to erode the inner surface of valves. Severe erosion can be found in the spool of angle valve, downstream bushings at the angle valve and ball valve. The calculation results agree well with actual failure morphologies, verifies the accuracy of the present prediction method.     

Simulation-enabled casting product defect prediction in die casting process

In current casting industries, product development paradigm is shifting from traditional trial-and-error in the workshop to CAE-enabled simulation and ‘proof-of-concept’ by computer. The product development paradigm shift is thus from heuristic know-how and experience to more scientific simulation, evaluation, analysis and calculation. CAE simulation plays an important role in the new product development paradigm as it models the entire casting process and reveals the dynamic behaviour of the casting system in working conditions. In addition, the product quality panorama and product defects are explored via simulation in such a way that the root-causes of casting defects are pinpointed and the solutions to avoid them can be determined. In this paper, the CAE technology for casting process simulation is presented. The modelling of the casting process is first articulated and the detailed simulation issues are then described. The information related to the filling and solidification process and after-ejection behaviour are revealed by CAE simulation. Through case studies, how the CAE simulation helps identify and predict the process-related defects is illustrated and its efficiency is finally validated.     

大规格电镦技术研究方法及研究目 标的新突破及进展

介绍了电镦研究方法及目标,就电镦研究现状,提出了从微观控制角度改进大规格电镦技术,在避免几何缺陷的同时,综合考虑电镦件的晶粒均细化。运用MSC.Marc有限元模拟分析软件平台自主开发子程序,建立了气阀件的电镦锻多物理场动态耦合有限元模型,通过构建电镦件晶粒度及不均匀度双目标函数,进行了气阀在具体方案下的有限元仿真监控,设计出了大规格气阀件的电镦电流非线性加载模式。进一步比较了该气阀件在优化前后晶粒度及不均匀度双目标函数值变化,以及其晶粒度与动态再结晶体积分数分布等色云图。结果表明:优化后的双目标函数值较优化前减小,优化前后的坯料均发生完全动态再结晶;但优化后坯料平均晶粒度为104.33μm,较优化前降低了26.29μm,优化后坯料晶粒度尺寸分布更加均匀。     

高温锻钢闸阀的温度场计算和热固耦合分析

针对高温锻钢闸阀的设计要求，基于美国机械工程师协会（American Society of Mechanical Engineers，ASME）标准规范和有限元分析方法，研究闸阀的虚拟性能评估技术。为了保证闸阀在高温条件下安全可靠运行，提出一种应用有限元软件Ansys计算高温锻钢闸阀温度场和应力场的方法。首先对高温锻钢闸阀的温度场和总应力场进行定量计算及分析，然后完成应力评定并对结构性能进行分析和评价。结果表明：该闸阀的阀盖圆筒高度足够，散热板设计面积合理，承压边界部件能够满足强度要求，具有良好的工程实用价值。     

调节阀振动特征的研究进展

为全面认识调节阀振动问题,以近年国内工程领域调节阀振动事故案例为引,从外激振动和流激振动两个方面分析了调节阀振动产生机理,从实验方法、理论模型仿真和数值模拟三个角度总结了调节阀振动研究方法,从根源减振与传播减振两种类型回顾了调节阀振动抑制措施。经过分析总结,探讨了目前研究存在的主要问题,并给出了展望:流激振动机理研究还不够完善,不同类型的流激振动无法区分,应建立特征识别技术,并开展竞争机制研究;实验方法与理论模型仿真各有局限,有待提高。不同数值模拟方法的准确性与资源消耗比较有待探索;应建立调节阀品位评价体系,对高品位调节阀开发根源减振措施,对低品位调节阀选用传播减振措施。     

供热空调水系统中平衡阀设计选型的模拟计算

运用图论和管网理论,介绍了使用电算程序模拟计算确定平衡阀型号的方法和步骤,此法已在实际工程设计中得到运用.实践证明该方法可以大大减少设计人员的计算工作量,提高选型的正确度.     

复杂系统（产品）集成制造工程的技术研究与应用

基于现代集成制造的理念、方法、技术、工具,结合实践,提出并研究了一种能改善复杂产品研发时间（T）、质量（Q）、成本（C）、服务（S）的系统工程——称为“复杂系统（产品）集成制造工程”（简称COSIME）。阐述了它的内涵、系统框架和技术体系,并给出了其中具有特点的6类关键技术的阶段研究成果,包括基于人制管理及有关先进制造模式的复杂产品集成制造系统的经营管理模式;基于项目管理理念的异地企业间并行工程方法与技术;复杂产品虚拟样机工程方法与技术;基于分布仿真技术的复杂产品概念设计与性能评估系统;复杂产品质量控制与