摘要:针对硬质合金钻削刀具曲面加工效率低的问题，提出了用剪切增稠抛光（Shear Thickening Polishing， STP）方法实现硬质合金钻削刀具的复杂双螺旋曲面的低成本、高效率整体高质量抛光加工. 配制具备剪切增稠特性的非牛顿抛光流体，使用MCR302旋转流变仪测试其流变特性. 基于剪切增稠抛光液的流变特性，对硬质合金麻花钻的刃背、刃带和螺旋槽曲面进行整体抛光. 采用控制变量法分析抛光槽转速和工件转速对硬质合金麻花钻表面粗糙度与材料去除率的影响规律. 试验结果表明，加工后的麻花钻整体表面粗糙度随抛光槽转速的增大先减小再增大，在抛光槽转速为90 r/min时，加工效果最好. 随着工件转速的增加，其整体表面粗糙度先减小后基本不变或略有增加，在工件转速为3 500 r/min时，加工效果最好. 麻花钻材料去除率与抛光槽转速及工件转速呈正相关. 在较优加工参数抛光槽转速90 r/min、工件转速3 500 r/min下，麻花钻经STP 60 min后，其刃背、刃带和螺旋槽表面粗糙度分别从原始的310 nm、450 nm、270 nm降低至10 nm、243 nm、15 nm，刃背和螺旋槽磨削痕迹几乎消失，螺旋槽刃口处缺陷明显减少.

摘要:为更早预测车辆的操稳性失稳风险，针对性解决传统“人-车-路”耦合系统中“路”先验信息未知和由此导致的“人”输入难预测问题，借助先进辅助驾驶系统提供的前方预瞄路径，提出结合驾驶员转向模型及车辆非线性动力学模型的操稳性预测方法. 构建“人-车-路”闭环反馈驾驶员模型，对跟随道路曲率的驾驶员转向行为进行预测；将当前车速与预测转向作为三自由度非线性动力学模型的输入，实现跟随前方路径的操稳性状态预测；通过Simulink-Carsim联合仿真及驾驶员模拟器硬件在环对比，进行双移线路径、变曲率路径和蛇形路径工况模拟. 所提方法的操稳性状态预测值与实际值吻合良好.

摘要:人机协同驾驶系统在避障工况中， 针对驾驶员注意力不集中导致不能及时操控汽车的问题，设计一种考虑驾驶员特性的人机协同避障控制器. 以双驾双控人机共驾结构为基础，自动驾驶系统采用线性二次调节器（Linear Quadratic Regulator，LQR）控制车辆跟踪规划轨迹，基于最优预瞄侧向加速度建立驾驶员模型. 为了使驾驶权在避障过程中分配更加合理，使用驾驶模拟器采集疲劳驾驶数据训练BP神经网络来识别驾驶员疲劳操作行为，通过对空间碰撞危险度和驾驶员疲劳因子建模设计人机协同避障策略. 搭建Carsim、PreScan和 Simulink联合仿真平台进行高速工况下的避障仿真试验. 仿真结果表明，相较于传统方法，本文所提策略在静态障碍物避障过程中，侧向加速度、质心侧偏角和横摆角速度分别降低了8.9%、18.2%和11.1%，在动态障碍物避障过程中，相应的指标分别降低了51.5%、53.4%和50.6%，提高了车辆在避障过程中的稳定性.

摘要:针对电动汽车动力总成悬置系统（Powertrain Mounting System，PMS）参数同时存在不确定性和相关性的情形，开展考虑不确定参数相关性的电动汽车PMS固有特性的全局灵敏度分析研究. 采用含相关性的概率变量描述系统的不确定参数，基于方差分解推导考虑概率变量相关性的一阶和总体全局灵敏度公式；基于蒙特卡洛法（Monte Carlo Method，MCM）提出一种求解全局灵敏度指数的方法；推导当概率变量服从正态分布时的全局灵敏度公式，给出采用MCM计算全局灵敏度指数所需样本集的构造方法；以某电动汽车PMS算例验证方法的有效性. 分析结果表明，相关性会影响系统固有频率和解耦率响应对不确定参数的敏感性，考虑不确定参数的相关性可获得更加合理的灵敏度分析结果.

摘要:针对汽车座椅调节参数对体压分布的影响，选择靠背角度、座椅高度、滑轨位置3个参数作为因子，设计三因子五水平的正交试验，开展对95百分位、50百分位人体以及人体假人模型装置（H-Point Machine，HPM）在不同调节参数下的体压分布采集试验. 对采集的体压数据进行去噪处理和提取体压指标，采用灰色关联度分析方法，分析与体压分布指标关联度较大的因子；对与体压指标关联度较大的因子进行单因子试验，描述各体压指标在单因子动态调整下的变化情况. 结果表明，靠背角度和滑轨位置对体压分布影响较大. 当靠背角度增大时，不同百分位驾驶员的靠背体压指标增大，坐垫整体体压指标略微变小. 当滑轨位置增大时，95百分位人体靠背体压指标变小，坐垫接触面积变小；50百分位人体靠背体压指标变化较小，坐垫接触面积变小.

摘要:为改善某平头卡车气动特性，降低风阻，通过卡车整车风洞试验研究不同部件对阻力系数的贡献，发现导流罩、领口板、后视镜、侧裙板对阻力系数的贡献很大. 根据空气动力学原理对导流罩等对阻力系数贡献大的部件进行气动减阻优化设计，并通过试验对减阻效果进行验证. 通过后视镜与导流罩的改型设计，改善卡车前端流场；对货箱尾部导流片进行参数组合设计，改善卡车尾部流场；得到各部件减阻效果较好的组合方案. 风洞试验结果表明，经过气动减阻设计，卡车车身气动性能得到明显改善，相比于初始模型，最佳气动性能组合方案的减阻效果约为7%.

摘要:结构中的焊点往往同时承受轴向和切向载荷的作用，而焊点的单向力学性能不能反映焊点的真实服役状态. 为此，对比了最优参数下的传统搅拌摩擦焊接（Conventional Friction Stir Spot Welding， CFSSW），无针搅拌摩擦焊接（Probeless Friction Stir Spot Welding， PFSSW）以及扫略搅拌摩擦焊接（Swept Friction Stir Spot Welding， SFSSW）接头的拉剪和剥离力学性能. 针对某小型全铝电动汽车，提出了焊点多工况服役性能的评价指标，并对3种焊点的服役性能进行了比较. 结果表明，最优参数下的SFSSW接头在车身侧围与顶横梁连接区域的服役性能相较于CFSSW和PFSSW分别提高了28.97%和48.86%. 在车身结构的前纵梁连接部分，3种焊点均表现出最高的焊点服役性能. 地板横梁与地板纵梁的连接部分表现出最低的焊点服役性能.由此可知，应适当增加焊点的数量以保证结构的安全性.

摘要:针对高污染、高危害的甲醛在乘用车内通风条件下的动态分布特征及规律的研究相对缺乏，应用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）理论和Fluent软件建立车内甲醛浓度及其分布数值仿真模型，并验证其可靠性. 以温度、通风速率和通风模式因素为变量，基于车内空气流场分析，率先研究乘用车内甲醛质量浓度分布及其动态变化规律，首次系统地探讨温度、通风速率、通风模式对驾驶员和乘员呼吸关键点位甲醛质量浓度分布及其变化规律. 结果表明，温度对车内甲醛质量浓度影响显著；0.5 m/s和4.0 m/s通风速率下甲醛浓度由于涡旋流场而分别呈现“双曲线”和“驼峰”型分布特征. 关键点位驾驶员呼吸位置的甲醛浓度随通风速率增加而增加，当通风速率≤1.6 m/s时，增长速率为16.5%；当通风速率>1.6 m/s后，增长速率为3.6%；整车检测点的甲醛浓度随通风速率增加呈线性增长，增长率约为10.8%. 车内后排空间甲醛浓度高于前排空间.

摘要:针对挖掘机在开挖沟槽与坡面平整作业时通常需要用到直线挖掘，并且具有高精度作业需求， 提出一种多关节协同的运动规划与控制策略. 建立挖掘机工作装置的运动学模型，根据铲斗齿尖直线运动轨迹进行逆运动学求解得到各关节的运动轨迹，并根据斗杆和铲斗的预测角度值，随动规划动臂目标角度. 利用递推最小二乘法对挖掘机各关节动力学模型参数在线辨识，实时预测延迟时间内关节角度的变化来补偿系统延迟特性所导致的跟踪控制误差.对现有挖掘机进行智能化改造，搭建AMESim的工作装置模型，基于实验数据修正液压系统模型参数及挖掘机模型，并在Simulink中建立控制模型与AMESim的挖掘机模型进行联合仿真测试，验证控制算法的可靠性. 仿真结果表明，与传统PID控制策略相比，基于关节协同控制的策略在直线挖掘铲斗轨迹控制中具有更好的性能.

摘要:针对大型六足机器人在运动过程中腿部刚度不足和振动的问题，提出一种基于近似模型的多目标综合优化方法. 建立有限元模型，分析各类复杂工况下腿部结构强度、刚度 和模态频率等性能，确定仿生腿的优化空间. 对仿生腿静态及动态性能建立参数化模型，定义相应的设计变量，采用优化拉丁超立方方法分别对仿生腿基节、大腿和小腿模块进行试验设计，获取初始样本点，拟合各模块响应面模型、克里格模型和径向基函数神经网络模型，通过误差分析选定精度最高的近似模型，并联合第二代非支配排序遗传算法，以静态刚度、质量和首阶固有频率为目标，约束最大应力，对仿生腿进行优化设计，对优化后的结果进行分析验证. 结果表明，重载仿生腿经所述方法优化后，在满足结构强度的前提下，平地工况最大变形下降9.73％，斜坡工况最大变形下降9.46％，首阶固有频率提升3.45％，仿生腿总体质量下降8.63％.

摘要:针对机械设备磨损在线检测系统存在的大流量和高灵敏度难以同时满足的问题，提出了基于对向布置环形磁铁的多通道磨粒在线检测传感器结构. 通过建立传感器磁特性及铁磁性磨粒磁化的数学模型，推导得到了磨粒通过传感器时磁场扰动的解析解；进而采用仿真与实验的方法验证了传感器结构参数对传感器性能的影响规律. 研究表明，铁磁性球体磨粒通过传感器时，其内部磁感应强度约为背景磁感应强度的3倍，且传感器感应线圈布置于磁铁外边缘比布置于磁铁内边缘时的检测灵敏度高约10.1%；同时，随着磁铁外径及两磁铁轴向间距的增加，传感器输出感应电压呈现先增加后下降的趋势.采用优化后结构参数的传感器可实现直径80 μm铁磁性磨粒的有效检测.

摘要:综合考虑包括汤姆孙效应在内的热电材料内部效应，建立工作在绝热表面空间内和非绝热表面空间内的串联式两级热电制冷器计算模型，通过分析冷热端温度、级间温差等参数的瞬态变化对两级热电制冷器性能的影响，得到了制冷空间温度、制冷量、制冷系数等性能参数随时间的变化规律. 分别改变输入电流、热电偶数量和热电偶分配比，对比分析了2种模型的最低制冷温度、降至稳定温度耗时、制冷量和制冷系数的变化规律. 结果表明，与相同条件的单级热电制冷器相比，两级热电制冷器降温所需时间较长但可达到更低的制冷温度；适当增大电流可以有效减少制冷耗时，且存在最佳电流、最佳热电偶数量和最佳热电偶分配比，分别使制冷空间温度最低，制冷器制冷系数最大.

摘要:采用Fluent仿真软件，建立多种典型大幅面成型仓结构，通过SpaceClaim软件对建立的大幅面成型仓进行流场抽取，获取激光选区熔化成型仓内部的流体域，并根据成型台面上方位置以及激光镜头下方位置，对多种结构进行流场特性及流场均匀性分析. 研究结果表明，多孔风墙成型仓内部形成稳定均匀的气体流场，在成型台面上方20 mm处，流速为284~308 mm/s；在激光镜头下方位置处，整体保护气体流速为142~175 mm/s；并且内部可以形成一个从进口到出口的循环气流，将没有及时排出的烟尘在多次流动后排出成型仓.

摘要:为了满足煤矿巷道喷浆机器人自主移动对精确环境地图的需求，对Gmapping算法在大场景中易发生权值退化和粒子贫化，导致机器人位姿估计误差过大以及地图重叠、分层等一致性变差的问题，提出分类回收重采样算法. 在重采样过程中，按比例将低权重粒子修正回收，充分利用现有信息，在抑制权值退化的同时尽量保护粒子多样性. 试验结果表明，在对ACES building和MIT Killian Court数据集进行建图时，对利用传统算法定位和建图效果很差的粒子数，改进后的Gmapping算法仍能将机器人平移误差和旋转误差维持在较低的水平，并能获得清晰、准确的环境地图；采用分类回收重采样算法后期粒子分布情况更加符合粒子滤波要求，验证了分类回收重采样算法的有效性.

摘要:为了研究控制器的输入时滞对主动磁悬浮轴承-转子系统稳定性与动态性能的影响，建立具有输入时滞的主动磁悬浮轴承-转子系统等效模型，并通过分析系统内Hopf分岔的存在性条件得到主动磁悬浮轴承-转子系统失稳时临界时滞的近似值. 利用MATLAB/Simulink仿真分析控制参数对系统稳定性的影响，进一步验证Hopf分岔的存在性，从系统幅频特性和相频特性的角度探究输入时滞对闭环系统抑制外部干扰能力的影响规律，对仿真内容进行实验验证. 结果表明，输入时滞的增加导致系统发生Hopf分岔，并使闭环系统的幅频响应曲线峰化现象加剧，降低系统的稳定性. 对于PID控制器来说，增大比例增益、减小微分增益将放大输入时滞对系统稳定性的影响.

摘要:采用球磨-冷等静压-热等静压-热挤压工艺制备组织均匀、颗粒分散良好的15%质量比 SiCp/6013Al复合材料，并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和室温力学性能测试等研究不同人工时效温度下SiCp/6013Al复合材料的析出行为和力学性能. 结果表明，复合材料析出行为受热扩散控制，温度升高导致沉淀相析出加速；复合材料中的主要强化相为Mg2Si，而且SiC颗粒能显著增强强度，但也导致复合材料的塑性快速下降；相比基体6013铝合金，15%质量比SiCp/6013Al复合材料能在更低温度、更短时间内达到峰时效，经过人工时效处理后的最高硬度为180 HV0.2，抗拉强度为522 MPa.

摘要:固溶温度影响晶粒尺寸小于10 μm的薄板细晶2A97合金的强化机制，在固溶时间相同条件下，540 °C固溶温度得到的2A97合金时效峰值抗拉强度比510 °C的低40 MPa. 为了解释这一现象，利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等表征方法，分别从固溶强化、晶界强化、位错强化、析出强化等强化机制的角度，对固溶温度影响2A97合金强化机制的原因进行定量分析. 研究发现，相对于510 °C，固溶温度540 °C时合金晶粒长大明显，回复再结晶程度高，位错密度降低，晶界无析出带变宽，这些影响导致合金性能下降.

摘要:通过离子交换法将类沸石咪唑骨架材料（ZIF-67）负载在NaBiO3上，成功制备了ZIF-67@NaBiO3复合催化剂并用于活化过硫酸盐（Peroxymonosulfate，PMS）. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对复合催化剂的结构、形貌和元素价态进行表征，发现ZIF-67被成功负载到了NaBiO3上. 以罗丹明B（Rhodamine B，RhB）为目标污染物，研究ZIF-67@NaBiO3活化PMS降解RhB体系中催化剂投加量、pH、过硫酸盐浓度、温度等因素对降解RhB的影响. 结果表明，当温度为20 ℃，pH=7，RhB、PMS、ZIF-67@NaBiO3的质量浓度分别为80 mg/L、600 mg/L、100 mg/L，反应30 min后，RhB的降解率大约为98％. 并且在循环4次后，RhB 30 min的降解率仍然保持在98%左右，显示该材料优越的稳定性. 淬灭实验表明，中性条件下反应过程中主要活性物质是、·OH. 由于引进了NaBiO3，反应后的材料极易分离，可供重复利用，进一步解决了有机金属框架材料回收难的问题并拓展了其在工业上的应用范围.

摘要:以三氧化钼（MoO3）为钼源，硫氰化钾（KSCN）为硫源，同时作为反应中的还原剂，采用相对温和的水热法制备微观形貌为花球状的二硫化钼（MoS2），通过控制反应温度、反应物配比中KSCN物质的量，改变反应体系pH值，在反应体系中添加表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等，探索不同实验参数对产物MoS2晶体结构和微观形貌的影响，实现合成过程中MoS2形貌和尺寸的有效调控. 实验结果表明，水热反应温度为240 ℃、pH值为0.6时是该反应体系制备花球状MoS2的最适反应条件；且随着反应物KSCN的过量，所得MoS2晶粒尺寸越来越小，表面片层间距也逐渐增大；添加了表面活性剂CTAB的产物形貌更加规整，尺寸更加均匀.

摘要:对一款商用镍钴铝（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2， NCA）/石墨锂电池进行固定节点老化实验，结合差分电压分析方法和电化学阻抗谱分析方法辨识出全生命周期内的老化模式，通过观察微观形貌对老化机理进行验证. 分析结果表明，该锂电池容量衰减过程存在2个阶段：第1阶段容量衰减较慢，该阶段的老化模式主要以负极活性材料损失和锂离子损失为主；第2阶段容量衰减剧烈，这是由于负极表面发生了析锂，直接消耗大量可循环锂造成锂离子损失增加，之后金属锂与电解液反应形成钝化层，增加电极在脱嵌锂过程中的机械应力，使得电极活性材料损失增加. 析锂副反应造成了容量“跳水”现象，后续钝化层的形成导致的活性材料损失加剧和析锂副反应的持续发生则是老化第2阶段容量快速衰减的原因.

摘要:通过合理设计钙钛矿量子点（Quantum Dots，QDs）的表面配体，采用在大气水氧暴露的环境中一步合成钙钛矿量子点的制备方法，以3-氨丙基三乙氧基硅烷为表面配体，采用热注入法直接制备二氧化硅包裹的溴铅铯量子点（CsPbBr3@SiO2 QDs）核壳结构. 研究反应时间对二氧化硅壳层厚度的影响，利用透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪表征量子点核壳结构的形貌，分析材料的元素组成. 利用光谱仪表征材料在水、氧、光照等环境下的发光光谱，分析和讨论光谱的时间稳定性. 实验结果表明，反应时间为30 min时，可成功制备壳层均匀、形貌良好的CsPbBr3@SiO2 QDs. 得益于二氧化硅壳层的包裹和高分子膜的封装，量子点在刮涂成膜后，其光学薄膜仍保持优越的光致发光性能；在水氧环境下的稳定性得到了改善，置于水中180 d仍可保持较高的光致发光强度；进一步将量子点溶液应用于发光二极管器件，可实现较窄的发光峰和较高的光谱稳定性.

摘要:建立了考虑碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）尺度效应的宏观功能梯度碳纳米管增强复合材料（Functionally Graded Carbon Nanotubes Reinforced Composites，FG-CNTRCs）圆柱壳自由振动特性的理论模型. 综合考虑CNTs的取向和尺度效应，基于Eshelby-Mori-Tanaka（EMT）方法和非局部理论建立了宏观CNTRCs的非局部EMT本构模型. 基于Kirchhoff-Love圆柱壳假设，采用Hamilton原理推导了热环境中visco-Pasternak基体中FG-CNTRCs圆柱壳的自由振动控制方程，利用Navier法得到两端简支圆柱壳的固有频率，并与文献中结果进行对比，验证了模型和方法的正确性. 分析了非局部参数、CNTs的体积分数和分布方式、圆柱壳的长厚比、环境温度以及地基参数等对简支FG-CNTRCs圆柱壳自由振动特性的影响. 研究发现，考虑CNTs的尺度效应后会降低FG-CNTRCs圆柱壳的抗弯刚度，环境温度对简支FG-X-CNTRCs圆柱壳固有频率虚部的影响随CNTs体积分数的增大而增大，且长厚比和地基的阻尼参数对虚部的影响有耦合作用.

摘要:传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点，近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展，较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题. 本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备，讨论现代仿生鳞片状柔性防护装具的材料与结构、防护性能与机理等相关进展以及应用前景. 指出现阶段存在的主要问题，展望高性能仿生柔性防护装具的未来发展方向.