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機械零件的動態特性設計和 NVH 匹配設計

成果簡介： 該項技術針對汽車噪聲，應用基于近場聲全息的噪聲測試手段，合理設計麥克風陣列，在緊靠被測聲源物體表面測量面上記錄全息數據，然后通過空間生產變換法重構三維空間聲場，繼而分析識別出噪聲源及各部位噪聲貢獻量，為汽車聲學包裝的設計及優化、汽車零部件和系統的噪聲控制等提供參考依據。

項目構建汽車NVH性能研發管控體系，形成汽車減振性能設計方法群，并進行理論驗證和樣車開發及改進設計實踐驗證，研究基于陣列全息的車輛振源識別與貢獻排序方法，精確識別振源位置，形成汽車減振、降噪結構創新技術群，并運用到量產車型。在汽車生產成本不上升的前提下，對輕型汽車實施減振、降噪優化設計。權威第三方檢測表明，反映整車平順性指標的加權加速度均方根值(m/-)下降10%,車內勻速行駛噪聲降低3.2dB,汽車減振性能顯著提高，乘坐舒適性得到有效改善。項目申請或獲得授權發明專利19項，授權實用新型專利15項，

本發明屬于計算機視覺、圖像匹配技術領域，具體涉及到一種圖像匹配跟蹤中匹配模板選擇方法。匹配模板選擇方法分為匹配模板尺寸自適應確定步驟、匹配模板定位能力判定步驟兩個部分；(1)匹配模板尺寸自適應確定步驟方法流程：以給定坐標點位置為中心，設定分割區域；對分割區域利用大津閾值分割算法自動閾值分割算法進行二值化，統計前景區域和背景區域的像素個數，求取前景區域像素個數與背景區域像素個數的比值；計算該比值與設定閾值之間的關系來

成果簡介：該項目利用了振動理論、聲學理論、振源識別與聲源識別技術、虛擬樣機和結構動力學修改技術，可對各種類型的汽車NVH特性進行分析和評估，并經過NVH參數優化和控制措施實施后，使車內振動、車內外噪聲水平達到國家標準或優于國家標準。 項目來源：合作開發 技術領域：車輛工程 應用范圍：微面汽車、客車、SUV汽車、新能源汽車、輕型中型重型卡車等的設計及制造 技術水平：國內先進，并在國內若干家汽車廠家得到實際應用 現狀及特點：建立了先進

整車的動力總成的性能優化不僅涉及到整車的結構設計、發動機整體性能（整個運 行范圍）的優化，而且更重要的是動力系（發動機）和傳動系（整車）的優化匹配。過 去，在整車開發中往往忽略了這個關鍵部分：或沒有引起足夠的重視，或沒有實現同步 開發；沒有合適的評判體系（尤其是綜合評判），試驗和模擬計算以及設計不能協調等 等。所以，整車動力總成的性能達不到最佳狀態。 本項目從 1996 年開始，經過 10 余年的研究，建立了動力總成的綜合評價體系，進 行了模擬計算（商用軟件）與試驗技術（試驗臺架和方法、國家標準等）協調性的研究， 收集、整理了動力總成設計的國家和企業標準，建立了較完善的、可行的、具有實用價 值的整車動力總成開發體系，先后完成了國內 4 個公司委托的科研項目。 本項目提出的“整車動力總成綜合評價體系”經與企業合作的科研項目實用驗證， 證明對提高動力總成的綜合性能是有理論意義和實用價值的。 本項目的部分研究成果 “整車動力總成綜合性能評價體系構建、模擬計算和試驗的協 調以及在整車開發中的應用“獲得 2006 年汽車行業科技成果二等獎。 

這里所講的履帶式車輛動態性能匹配，是指履帶式車輛機械及液壓傳動動力特性及 熱特性仿真與分析系統；是應用系統動力學方法及系統工程方法，整合傳統底盤理論、 液壓液力傳動理論、地面力學理論及傳熱學等多個學科，發展而出的一種針對工程機械 或越野式車輛動力性能的綜合性系統理論體系，此理論體系可根據車輛各傳動元件參數 及行駛環境特征，定量得出其性能的動態化表現以及各傳動環節的能量消耗和發熱量， 可實現以下功能： 夾具 干涉 1． 可分析車輛行駛各瞬態和穩態時的性能表現，在產品設計階段就可實現其性能 的預測； 2． 可對車輛在不同工況、不同路面環境下進行性能評價，在一定程度上指導車輛 元件針對不同路面環境的匹配方案； 3． 可實現對車輛冷卻要求的定量化表述，指導各車輛傳動環節的散熱冷卻系統匹 配設計。 此理論體系還可進一步發展為車輛元件匹配優化方法，機電一體化控制基本模型等， 支持工程機械和越野式車輛未來的智能化和節能化發展。 1．模塊化：模型建立由模塊拼接，可適應多種不同車輛機型的分析，極大地提升 了系統的覆蓋面。 2．動態化：模型描述了車輛中個元件的慣性（質量、轉動慣量等）及彈性（彈簧、 液容等），可描述動態工作過程。因此可接受動態載荷輸入，以適應工況負荷變化時車 輛性能的研究。 與已有的動態仿真模型相比，本分析系統具有以下優點： 1． 多物理形態：體系中綜合了原動機（柴油機），機械傳動系統（變速箱，車橋， 履帶驅動），液壓傳動系統（泵，管路，馬達，缸），液力傳動系統（變矩器），熱系統 （冷卻循環，散熱器）多個方面的研究成果，綜合性強，有效滿足大系統分析需要。 2． 對環境開放式：結合大氣溫度，地面特性等外界環境，可分析同種機型在不同 環境下的性能反應，對于車輛適應性的提高可起到促進作用。 3． 功率損耗性能評價：可分析功率在傳輸過程中的損耗，進而獲得對車輛性能的 評價方法，更科學的評價車輛產品的匹配合理性。 4． 機-熱系統統一的熱平衡解決方案：機械-熱系統一體化模型，工程化應用了傳 熱學的相關成果，可實現對車輛冷卻要求的定量化表述，指導各傳動環節的散熱冷卻系 統設計。

 精準匹配搏動式人工心臟利用快速精密驅動技術、血液破壞流場優化設計和無傳感器定位技術等設計制作的一種搏動式人工心臟輔助裝置（包含有搏動式血泵、控制器等），可幫助衰竭心臟提供人體所需要的搏動血流。 精準匹配搏動式人工心臟主要用于心臟外科領域，治療嚴重的心臟病。具體的用途有：對心臟直視手術后嚴重的低心排出量綜合癥，幫助心臟穩定患者的血流動力學；在急性心肌梗死并發心源性休克時，利用與自然心臟的反博改善心肌供血，為進一步的手術治療贏得時間；對需要進行心臟移植的病人提供過渡橋梁，同時因為可實現與自然心臟的精準匹配輔助，有望增加心衰患者心功能恢復的機會，有減少心臟移植需要的可能。 本裝置已取得多件國家發明專利，在電機驅動、結構設計等多方面取得重要進展。  

成果與項目的背景及主要用途：組織工程是近來備受關注的交叉領域， 其 潛在市場巨大。其中可吸收手術縫合線和人造皮膚都已進入市場，而骨移植材料 及雜化骨組織將是下一個實現臨床應用的高科技產品。磷酸鈣、碳酸鈣和硫酸鈣 是目前研究最多的無機骨修復材料。其中硫酸鈣骨基植入物是目前進入國際市場 的骨組織主導產品之一，也是唯一兼具生物相容性又可被完全吸收的骨修復材料， 國外對此進行了大量的臨床和細胞生物學研究，其產品 OsteoSet 已進入臨床應 用，國外產品價格約為 40 元/片（每片約 100mg）。硫酸鈣基骨植入物可用來填 充骨缺損部位，提供良好的骨生長支架和環境；也可載活性因子或藥物，兼具緩 慢釋放治療作用。 技術原理與工藝流程簡介：硫酸鈣具有凝結性，在凝結過程中而逐漸成型， 而顯現出高的力學性能。硫酸鈣具有骨傳導作用，植入到骨缺損部位后，它起到 橋梁作用，允許細骨胞粘附爬行。隨著材料的吸收，骨細胞不斷前進，最后形成 新骨。主要工藝流程如下： 醫用硫酸鈣制備 → 配料 → 成型 → 檢驗 → 包裝 → 滅菌 技術水平及專利與獲獎情況：本研究得到了天津市科委的資助，相關的研究 189天津大學科技成果選編 成果已申報了國家發明專利 5 項，其中 1 項已授權。 應用前景分析及效益預測：硫酸鈣骨修復材料既可用作植骨材料，也可用作 骨髓炎用植入型藥物局部釋放體系。硫酸鈣作為植骨材料 1998 年在美國的市場 份額為 470 萬美元（價格為 5cc: $240），排在人工骨修復材料的第 2 位（21%）， 僅次于來源于珊瑚的植骨材料。隨著醫學的發展和人們認可度的提高，人工骨的 應用會越來越普及。 德國默克公司的 Septopal 為載慶大霉素的聚合物局部釋放體系（價格為 30beads：74 歐圓），在治療骨髓炎方面顯示出良好的療效，在歐洲早已臨床應 用。硫酸鈣載藥植骨材料將克服 Septopal 存在的嚴重不足，推向市場后其經濟效 益相當可觀。 我們所制備的上述產品的成本大約在 6 元左右，利潤空間非常大，為高回報 產品，屬于國家鼓勵優先發展的高技術產業。 應用領域：醫療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）：原材料 均為國產，價格低廉。所需設備投資不大。常規醫藥行業的廠房基本上能滿足要 求，主要生產車間 100 平方米。 合作方式及條件：面談

本發明屬于通信領域，尤其涉及超高速移動、較大多普勒頻移和多徑時延的快時變信道的基于正交頻分復用的變換域通信系統系統（OFDM-TDCS）的軟解調接收方案。