自激振荡脉冲射流是一种利用流体动力学、水力学、流体共振和液体弹性的原理而发展起来的一种新型高效脉冲射流。它不需要激振源，无运动件的密封，而是依靠喷嘴的自身结构特性（自激振荡腔室和特殊的边界条件），使通过喷嘴的射流变为自激振荡脉冲射流。应用该理论研制出石油钻井用自激振荡脉冲射流喷嘴，在不需要任何辅助装置的条件下，直接放在现行钻头的水眼内，大大提高了钻井速度。中原、四川、大庆、塔里木等8个油田试验的统计资料表明，在相同条件下脉冲喷嘴钻头与普通喷嘴钻头相比，机械钻速可提高33．5％～70％，单只钻头进尺提高6．7％～44．1％。采用自激振荡脉冲射流喷嘴钻头是提高机械钻速的有效方法之一。

针对大展弦比复合材料机翼的非线性静气动弹性问题,采用CFD/CSD双向松流固耦合的计算方法,对相同厚度的复合材料机翼和铝合金机翼的非线性静气动弹性特性进行了研究。以Navier-Stokes(N-S)方程为控制方程,对气动载荷进行了求解,耦合求解了非线性结构运动方程;对不同攻角下复合材料机翼的结构特性、纵向气动特性及稳定性进行了研究,并将结果与等厚度的铝合金材料机翼进行了比较。研究结果表明:与铝合金机翼相比,复合材料机翼减重达到25.95%;在升力方向的弹性变形上,复合材料机翼比铝合金机翼增大约29.6%;复合材料机翼的刚度相比铝合金有所降低。

针对充气式再入减速器在动态飞行环境下的结构特性变化问题,提出一种基于飞行轨迹参数的CFD动态边界条件加载方法,有效实现了飞行动力学与空气动力学之间的耦合。同时,建立考虑内充压气体热效应的流固耦合模型,较已有方法更全面地考虑了结构变形对流场的影响以及内充压气体状态参数的改变,突破了现有研究中未能完整考虑温度对结构特性影响的局限。利用此模型着重对比了再入过程中气动力与气动热对结构应力及一阶固频的影响,并研究了尺寸变化对结构特性的影响规律。研究发现单独考虑气动力与气动热作用时,结构最大应力分别升高至39.6 MPa与33.5 MPa,而适当减小半锥角和增多气囊数目有利于减小结构应力。本文研究为充气式再入减速器的强度校核及优化设计提供了有价值的参考。

减轻重量和缩小体积一直都是重型模锻液压机设计的关键问题。根据自然界的橄榄结构,设计完成一种新式100 MN橄榄式钢丝缠绕模锻液压机。提出一种新的大型液压机捆绑结构设计理念,并给出缠绕层参数的设计方法;结合有限元法对新式液压机的结构特性进行仿真分析;通过现场加载实验,完成液压机关键部位实际变形量与仿真变形量的对比分析。研究结果表明:新型橄榄式捆绑结构设计在提高液压机可靠性的同时,可有效减少其重量和体积;预应力数值计算方法可作为钢丝缠绕层参数的设计依据,同样也适用于传统缠绕技术;在工作状态下,新型橄榄式缠绕液压机结构可满足强度设计要求;在相同工作压力下,梁体伸长量的实验实测数值略大于仿真值,活塞杆伸出长度实测数值也较仿真结果偏大。

为解决传统液压支架连杆结构特性分析错动量概率高的问题,研究基于AMESim的液压支架连杆结构特性。构建基于AMESim的液压支架连杆结构仿真模型,计算液压支架连杆结构冲击动能,分析液压支架连杆结构特性。实验结果表明:所设计的分析方法结构特性分析错动量概率明显低于对照组,能够解决传统液压支架连杆结构特性分析错动量概率高的问题。

为研究矿用液压支架的立柱结构稳定特性,以ZF3700型液压支架为例,通过三维立体和仿真模拟建立数据模型,分析支架立柱在工作状态下发生的应力变化和位移变化规律,找出立柱结构自身存在的薄弱点以及容易发生故障的脆化点,进而提出补强立柱支护结构稳定性的优化方案。

为研究材料性能对双螺杆压缩机转子结构特性的影响,以LGY03型线为啮合型线的转子为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型,采用CFD/CSD(Computational Fluid Dynamics/Computational Structural Dynamics)耦合求解方法,对压缩机流场达到热平衡时的转子结构特性进行了研究。通过数值模拟分析,得到了40Cr、QT900-2、0Cr18Ni9等转子材料在排气压力为0.6 MPa下的热变形和热应力。研究结果表明转子的热应力、热变形主要与材料的热膨胀系数和弹性模量相关,泊松比对转子变形的影响较小,最后数值拟合得到了阴阳转子最大应变与热膨胀系数及弹性模量的公式,可为转子结构设计提供一定的理论依据。

针对四足机器人整机对单个支撑腿的要求，对机械腿结构特性和控制系统展开研究。基于对四足动物腿部生理结构分析，提出具有两个主动关节和一个被动关节的四足机器人仿生腿结构，并完成运动学特性分析。通过分析仿生四足机器人控制系统功能与性能要求，提出具有开放性、模块化和结构紧凑特点的仿生四足机器人控制系统方案，基于DSP设计并实现仿生腿控制系统。实验证明仿生腿结构合理，控制系统稳定可靠且具有良好的扩展性，仿生腿系统可作为下层模块集成到仿生四足机器人系统。

制动阀作为双回路全动力液压制动系统的关键元件，两阀芯直径的尺寸配合直接影响到工程车辆的制动性能，因此阀芯直径尺寸大小是设计制动阀的关键。以双回路全动力液压制动系统中最常见的串联调节式液压制动阀为例，在掌握其工作原理的基础上。采用MATLAB／Simulink对全动力液压制动系统进行建模仿真。改变上、下阀芯直径大小得出了不同的制动力响应结果。并将其进行研究和对比；结合阀芯内力需求和前、后轮制动力分配要求，对双回路全动力液压制动系统中的制动阀进行结构特性分析。得出阀芯的设计特点为上回路直径大于下回路直径，制动阀阀芯结构设计特点分析为双回路全动力液压制动系统及制动阀提供了设计依据。