41、机械工程领域的前沿研究与创新应用

机械工程领域的前沿研究与创新应用

1. 工件加工与夹具布局优化

在工件加工过程中，有限元法（FEM）通过瞬态动力学分析，成功预测了工件的弹性变形。借助基于响应面法（RSM）和人工神经网络（ANN）的预测模型，分析了夹具布局对最大弹性变形的影响。研究发现，ANN模型在模拟工件弹性变形与夹具布局之间的非线性相关性方面，具有比RSM模型更强的建模能力。

为了确定最优的夹具布局，采用了ANN - GA集成技术。该技术通过较少的试验次数，就能找到最优的目标值。与IDOE和GA - FEM技术相比，ANN - GA方法表现更优，并且由于使用ANN进行FEM计算，显著减少了计算时间。以下是具体的对比情况：
| 技术方法 | 表现情况 |
| ---- | ---- |
| ANN - GA | 效果好，计算时间显著减少 |
| IDOE | - |
| GA - FEM | - |

其流程可以用以下mermaid流程图表示：

graph LR
    A[FEM预测工件弹性变形] --> B[RSM和ANN模型分析夹具布局影响]
    B --> C[ANN模型表现更优]
    C --> D[采用ANN - GA集成技术]
    D --> E[确定最优夹具布局]

2. 热虹吸管的传热特性

热虹吸管的壁温随蒸发器段热输入的增加而升高。在较高的9W热输入下，传热速率比6W热输入时更快，效率也更高。倾斜角度对传热起着重要作用，研究绘制了30°、45°、60°和90°不同倾斜