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整车动力总成优化匹配和设计
整车的动力总成的性能优化不仅涉及到整车的结构设计、发动机整体性能（整个运 行范围）的优化，而且更重要的是动力系（发动机）和传动系（整车）的优化匹配。过 去，在整车开发中往往忽略了这个关键部分：或没有引起足够的重视，或没有实现同步 开发；没有合适的评判体系（尤其是综合评判），试验和模拟计算以及设计不能协调等 等。所以，整车动力总成的性能达不到最佳状态。 本项目从 1996 年开始，经过 10 余年的研究，建立了动力总成的综合评价体系，进 行了模拟计算（商用软件）与试验技术（试验台架和方法、国家标准等）协调性的研究， 收集、整理了动力总成设计的国家和企业标准，建立了较完善的、可行的、具有实用价 值的整车动力总成开发体系，先后完成了国内 4 个公司委托的科研项目。 本项目提出的“整车动力总成综合评价体系”经与企业合作的科研项目实用验证， 证明对提高动力总成的综合性能是有理论意义和实用价值的。 本项目的部分研究成果 “整车动力总成综合性能评价体系构建、模拟计算和试验的协 调以及在整车开发中的应用“获得 2006 年汽车行业科技成果二等奖。
同济大学
2021-04-13
电喷ECU仿真建模与设计开发
一、建模和仿真 针对国内机车柴油机运用现状，本项目确定了基于电控单体泵喷油系统的机车柴油机作为研究对象，对柴油机和控制策略进行建模，并通过大量的仿真进行验证。在该模型中，可以通过调整模拟平台的各个功能算法中的控制参数，使系统的性能达到最佳，为电控单元的硬件开发提供理论依据，能够在最大程度上加快电控柴油机ECU开发进程。 二、硬件开发 依据电控单元的建模仿真所得出的最佳控制参数，我们开发研制了该套电喷控制系统。 它可以精确地控制电喷柴油机各种喷油系统的各个缸的喷油，泵喷嘴系统(Pump Nozzle Unit--PNU)和泵管嘴系统(Pump PipeNozzle---PPN)。它除了可以用于电喷柴油机的转速控制外。同时，由于使用了功能强大的处理芯片，它还能完成如输出功率控制等其他的功能和任务。 在电喷控制系统中还有故障检测功能，并可以通过网络上传给司机室显示屏，一旦发生故障时可以给司机更直观的显示。同时我们也开发了标定系统。 目前，对机车柴油机采用电子控制技术成为当前提高柴油机乃至整车性能的一种有效方法。我们开发研制的电喷控制系统已经成功应用到我国内燃机车牵引用的柴油机中，对于提高柴油机和整车性能起到很大的作用。 应用范围： 该项目所建立的柴油机和电喷控制系统的模型能够应用在应用基于电控单体泵喷油系统的机车柴油机的电控系统开发中。我们所开发的电喷控制系统能够应用在国内内燃机车牵引用的柴油机中。
北京交通大学
2021-04-13
揭示生物振荡网络的设计原则
生物振荡网络作为生命体的内禀时钟，调节各种与时间信息相关的生命过程，因此需要在减小计时涨落的同时，保持对环境信号的敏感性。 对于处于热力学平衡态的系统，涨落耗散定理表明，高响应与低涨落不可能同时完成。但是生命系统处于非平衡态，并没有涨落耗散定理的约束。对于振荡网络这一非平衡态系统，如何保持高敏感性和精确性，以及对应的热力学的设计原理，是一个重要的利用物理原理理解生命系统的基本问题。 欧阳颀教授研究组与美国IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北京大学物理学院/定量生物学中心教授）展开合作，首次从理论上揭示了生化反应网络优化振荡功设计原则。研究发现，通过增加系统的自由能耗散，振荡的计时精确性增加，这与之前的研究相符；更重要的是，耗散的增加还能够增强系统对于外界信号的响应，两者呈正比关系。通过对简单模型的解析发现，额外的自由能耗散可以加强振荡相位与振幅的耦合，借此来增强对信号的响应，从而打破了平衡态的涨落响应关系。为了同时达到高敏感性和精确性，系统需要精细的分配参与反应的非平衡环路中的自由能耗散。研究基于化学势与反应流提出了两条重要的能量分配原则，并在相关实验数据分析中得到验证。
北京大学
2021-04-11
冰箱左右开门机构设计
采用机构创新设计方法，实现同一门体的左右双向开启与关闭功能，有利 于冰箱在不同家居设计中的摆放。在节省摆放空间的同时，满足了用户不同操 作习惯的需要。创新的门体启闭方式和良好的操作性能体验，提升了产品的档 次，成为冰箱产品的新卖点。 该研发项目的产出物为嵌入冰箱的功能模块。用户无需对冰箱进行任何调 整，即可由左侧打开/关闭冰箱门体，亦可由右侧打开/关闭门体。纯机械方式的 功能模块隐藏于冰箱内部，基本不改变冰箱的现有结构，外观简洁，操作过程 安全、可靠。通过寿命测试后，可成为配置在冰箱产品上的通用功能模块，实 现规模化量产。
山东大学
2021-04-13
电器电磁元件设计分析软件
针对电器电磁元件问题，如接触器、脱扣器、各种导电回路、触头系统等，开发了专用的电器电磁元件设计分析软件。
西安交通大学
2021-04-11
车身制造工艺规划及设计技术
轿车车身是轿车的重要组成部分，是整个轿车零部件的载体，其重量和制造成本约 占整车的 40%～60%，它通常由 300～500 多个具有复杂空间曲面的薄板冲压零件，由 55～75 个装配站在生产线上大批量、快节奏地焊装而成，装夹定位点多达 1700～2500 个，焊点多达 4000～5000 个，因此中间环节众多，给白车身的工艺及生产线的规划和 设计带来很大的困难。目前，白车身的工艺整体布局和设计仍然依靠人工凭经验设计， 其设计思想，设计手段仍相当落后，使白车身生产线的规划设计不得不花费大量外汇， 依靠国外来设计规划，不适应我国汽车工业的发展。利用开发的“白车身工艺规划和设 计系统”，可以在计算机上完成白车身的工艺规划和设计工作，解决白车身的拼焊工艺 的设计、生产过程信息管理和生产线规划等一系列问题，把可能发生巨额损失的可能性 降到最低限度，它产生的经济效益是不可估量的。 白车身工艺规划和设计系统是一个复杂而庞大的系统，为整个白车身制造系统提供 用于制造工艺设计、规划、管理和优化的完整的协同工作环境。涉及到人、计算机软硬 件、生产环境等等因素，实现白车身的制造过程管理。 应用说明： 工艺过程设计是把产品的设计信息转化为制造信息。计算机辅助工艺设计利用在计 算机内存储的大量工艺设计信息来进行的工艺过程设计。它的基本原理正是基于人工设 计的过程及需要解决的问题而提出的。通过利用建立的产品零件信息的数据库；制造资 源、工艺参数等以适当的形式建立制造资源和工艺参数库；工艺知识方法库；能够充分 的利用和共享工艺人员的工艺经验、工艺知识，使工艺人员无需重复查阅各种手册和规 范，充分利用标准工艺方法和工艺经验生成新的工艺过程，快速制定工艺文件。
同济大学
2021-04-13
汽车车身结构拓扑优化设计
在给定的汽车车身设计区域内寻求结构具有最优化材料分布，使得在规定的载荷和边界 条件下，汽车车身结构具有最大刚度。设计时：①车身结构拓扑优化工作在车身大骨架的初始划分阶段即进行；②以求出的结构最优拓扑解为指导，结合车身结构设计的实际经验，在 原有车身结构的基础上建立优化车身结构的概念性 CAD 模型。经过拓扑优化后的车身结构， 其刚度可提高 1.35 倍。适合于对轻型客车、微型客车的车身结构进行拓扑优化设计。
南京工程学院
2021-04-13
简易机器人设计与制作
依据简易机器人具有软硬件相结合的特点，提出简易机器人的设计流程：明确任务与要 求、制定总体方案、硬件设计、软件设计、制作模型或原型、试验，或没有满足要求，修改 或生意设计总体方案。简易机器人是由：机身、驱动小马达，单片机控制电路，机械传动装 置以及动作执行部件（手臂、双脚）等组成。使机器人完整地运动起来，要预先编好程序， 形成有关任务，烧制到存储器中。机器人的控制器部分既接受任务程序也可接受来自外界环 境的传感信号，经单片机控制电路的处理形成控制信号，通过电动马达与机械传动部分，控 制整个机器人执行机构的运动。
南京工程学院
2021-04-13
平面凸轮和空间凸轮设计技术
由于凸轮机构结构简单紧凑，使用可靠，可以实现各种复杂的运动要求，广泛应用于各种自动机械、 仪器和操纵控制装置。随着社会经济的发展，要求机器的运转速度越来越高，凸轮廓面对机器运动的振 动和噪声影响很大。北工大先后为威海滨田印刷机厂和威海印刷机厂设计了递纸机构中的共轭凸轮，图 1是为设计并加工的共轭凸轮，此共轭凸轮应用于图 2 所示的滨田 492 印刷机，使该印刷机转速由 9000rpm 提高到 15000rpm。基于国家重大科技专项“凸轮式换刀机构加工工艺及产业化”，研究了加工中心自动换刀装置 (ATC) 中的核心驱动件——弧面凸轮 ( 图 3) 的廓面设计，设计的弧面凸轮应用于北一大隈生产车间。
北京工业大学
2021-04-13
MOFs生物杂交材料的可控设计
开发一种简单的合成策略，制备具有高活性的酶@MOFs生物杂交材料。该方法的关键在于添加了能够作为“形貌调制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一种阴离子生物聚多肽，不仅可通过静电组装方式调控酶的表面电荷进而加速酶@ZIF-8杂交材料的形成，而且PLGA直链上丰富的羧基基团可与金属离子竞争配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔径尺寸的酶@ZIF-8纳米结构（图1A）。研究表明不同的纳米结构对于杂交材料的活性有重要影响，其中设计的介孔2D酶@ZIF-8纳米片结构由于具有更短的底物扩散路径和更大的孔道尺寸，极大提高酶活性位点的利用率，因此得到的MOFs杂交材料具有优异的生物活性。基于提出的合成策略，研究人员还建立一个 MOFs“人造细胞”，通过酶级联反应模拟细胞内的信号转导（图1B）。该人造细胞对葡萄糖具有双重光学（荧光和比色信号）响应，两种光学信号都与葡萄糖浓度成正比，并且在两个互补的浓度范围内灵敏。
中山大学
2021-04-13