运用有限元分析软件ABAQUS对碳纤维复合材料（CFRP）层合板在低速冲击作用下的响应进行了模拟,发现了冲击过程中随着冲击能量的增大,层内最大应力随之增大的现象.实验利用光纤光栅（FBG）传感器受到应力作用后光栅中心波长随应力增大而增大的特性,对埋有FBG传感器的CFRP层合板进行低速冲击响应监测实验,并对解调仪采集的中心波长值进行分析,得到冲击能量与中心波长偏移峰值的关系.实验结果表明：埋有CFRP层合板中的FBG传感器能准确捕捉到瞬间冲击信号,并且FBG传感器中心波长偏移峰值能反映冲击能量的大小,随着冲击能量增大,中心波长偏移峰值增大,层内最大应力也随之增大.

构建了装载机工作装置载荷测试系统,以预处理后销轴载荷为数据样本,提出一种基于中心极限定理的样本长度确定方法,并探讨了样本长度变化对载荷均幅值分布模型预估参数的影响.结果表明：提出的载荷样本长度确定方法避免了谱密度法的数据饱和以及趋势线拟合法对拟合模型的依赖性.在置信度0.95和统计误差为0.05时,得到了测试物料工况下载荷均幅值分布估计参数达到稳定时的临界样本数为48斗,低于临界样本数时估计参数变化波动明显,高于临界值开始趋于稳定.本方法具有可信度高、试验成本低和工作量小的优点,为装载机工作装置载荷测试样本长度的确定提供了重要参考依据.

商用自动导引车（AGV）通常采用链传动机构进行动力传动,其车轮的固定结构可以视为悬臂式结构.因此,容易发生驱动轮＂外掰＂和启停＂冲击＂问题,这限制了AGV在频繁和快速加速或减速过程中的精确运动.本文以某公司设计的AGV为例,通过反复试验和数值模拟,从结构和受力分析入手,找出了产生这种现象的原因：驱动单元的＂L＂形悬挂机构引起了较大的应力,使各个零部件的接触间隙放大;链传动机构的使用使AGV在频繁启停或正反向运动时,容易在链轮和链条之间形成间隙.之后从工程角度提出了新的驱动单元结构,解决了上述问题,同时大幅减小了机构中的应力,提高了传动精度,为AGV的设计提供了一种更实用、更优化的驱动结构.

为了弥补局部均值分解（LMD）在处理非平稳、非高斯信号的不足,提出一种基于补充总体局部均值分解（CELMD）和频谱分析相结合的轴承故障诊断方法.该方法向原信号成对地添加符号相反的白噪声,首先对含噪信号进行LMD分解,得到一系列的乘积函数（PF）,再选取包含最丰富故障信息的PF分量,最后对该PF分量进行FFT变换,提取故障特征频率,实现对轴承状态和故障类型地识别.通过对仿真信号和轴承振动信号地分析,表明该方法不仅能消除残留白噪声和抑制模态混叠还可以提高故障诊断的准确性和有效性.

支持向量机（support vector machine,SVM）应用于轴承故障诊断前,首先要提取轴承的特征信号.在以往的特征信号提取中,往往是依据已有的知识模型进行特征筛选.随着近年来深度神经网络（deep neural network,DNN）的应用与推广,自动编码器（auto-encoder,AE）在特征提取方面的优势尤为突出.作为一种无监督的学习方式,AE能够基于数据驱动提取信号的特征值,使得特征提取不再依赖于先验知识,从而让整个故障诊断过程更具智能化.本文运用改进的AE、去噪自动编码器（denoising autoencoder,DAE）,进行轴承信号特征提取,并用SVM进行故障诊断.最终与基于经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）能量熵的SVM对比,反映具有无监督学习方式的DAE-SVM在轴承故障诊断方面的优越性,诊断准确率接近100%.

传统无轴承电机将电机的旋转和径向磁悬浮支承功能集成于一体,具有支承无接触、无摩擦和无需润滑的优点,但是其转矩和径向悬浮力相互制约,永磁体厚度必须折中考虑.设计了一款基于洛伦兹力的无轴承电机,该无轴承电机可以同时产生转矩和轴向悬浮力,径向悬浮依靠径向永磁轴承实现.通过磁路欧姆定律推导了电机的轴向洛伦兹力的数学模型,采用有限元法分析了永磁体厚度、气隙长度和电流大小对轴向洛伦兹力的影响.结果表明,永磁体厚度增大使洛伦兹力无轴承电机的轴向承载力变大,永磁体厚度为3 mm最合适.

针对滚动轴承故障信号的非平稳性特征以及其退化状态难以识别的问题,提出了基于多维经验模态分解（MEMD）与多元多尺度熵（MMSE）的退化特征提取方法.该方法利用多维经验模态算法在多尺度化过程中能够有效地捕获信号不同尺度的成分的特性,更好地区分了不同退化状态的复杂度.首先,利用MEMD算法对滚动轴承不同退化状态对应的多通道信号进行同步自适应分解;然后,对多尺度IMF分量重构的信号进行多元多尺度熵分析.对试验信号进行处理,结果表明,该方法能有效反映滚动轴承退化趋势.

应用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了大型金属挤压机卸荷插装阀FSI模型,从理论上研究了流固耦合单元算法及控制状态方程,并通过流固耦合仿真分析,得出了插装阀瞬态力学特性及卸荷过程中流体与插装阀阀芯相互作用下的冲击特性.研究结果表明：卸荷过程的平稳与阀芯阀套端盖接触时间有关,油液挤压时间最好不要超过0.04 s,平稳的卸荷过程中油液对阀芯的冲击力峰值为140kN,阀套最大Von Mises应力为456 MPa.

针对硬岩掘进机（tunnel boring machine，TBM）强振动工况，分析引起泵轴疲劳失效的两种机理：载荷与材料性能变化．建立了泵轴在强振动下的受力仿真模型，仿真得到泵轴稳态受力幅值随频率及振幅均呈线性增加．根据经验数据。获得不同工况下的S-N曲线修正模型．建立泵轴的有限元模型，加载不同工况的载荷与材料参数，得到振动参数影响泵轴疲劳寿命的规律．结果表明：当振幅小于3mm，频率小于20Hz时。泵轴总能满足对寿命要求；当振幅大于4．8mm时，不能满足其寿命要求；当频率为10Hz时。能满足泵轴疲劳寿命的最大振幅为4．3mm．

介绍了自动化生产线中的液压缸式收送料机构设计，包括机械系统的动力学建模、分析和液压系统的设计计算．给出FORTRAN软件计算程序的流程图，计算了等效质量、惯性阻力系数、传动机构的效率和速比、油缸的工作推力．给出收送料构件的位移、速度变化规律．提出液压缸式收送料机构的机械系统与液压系统的整体设计，程序分析结果与试验结果基本符合．所设计的液压缸式收送料机构执行动作准确，运动平稳．