基于微积分、理论力学以及机械原理等基础理论,对混凝土泵车臂架末端速度进行了理论推导,并且在推导的同时,建立了混凝土泵车的动力学分析模型.分别对相同的泵车臂架模型进行了理论计算和数值计算,并且对计算结果进行了对比分析,二者结果吻合非常良好.

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂套接组成.箱形伸缩臂承受全部弯矩,而轴向力是通过搭接处的摩擦力与内置油缸共同承受,其力学模型不等同于变截面阶梯柱模型和完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型.如何准确计入油缸支撑作用及搭接摩擦力的影响,对起重机箱形伸缩臂稳定性分析计算具有十分重要的意义.从挠度微分平衡方程出发,给出起重机箱形伸缩臂三种计算模型的欧拉临界力的分析推导,并着重讨论考虑油缸支撑和伸缩吊臂间搭接摩擦力协同作用的变截面箱形伸缩臂计算模型.分析结果表明,考虑油缸支撑和箱形吊臂间搭接摩擦力协同作用时吊臂的失稳临界力介于完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型与变截面阶梯柱模型的失稳临界力之间.

为了提高传统机器学习模型在盾构推进参数方面的预测精度,提出了基于粒子群优化(PSO)的混合模型算法。以推进油缸推力和位置预测为例,阐述了PSO优化的混合模型构建流程。以粒子群优化模型为基础,分别建立混合多层感知机(MLP)油缸推力模型、混合长短期记忆(LSTM)人工神经网络油缸推力预测模型,以及混合LSTM油缸位置预测模型。以实际工程数据为例,完成多种混合预测模型的构建,并与RF、XGBoost等传统模型对比,验证所提方法和模型的有效性和先进性。实验表明经过PSO优化的模型准确率均有不同程度的提升,本文提出的基于粒子群优化模型对指导掘进参数调控、辅助操作人员掘进等具有一定的工程价值。

针对大型伺服液压缸行程短、频率响应高、测试难度大等特点,开发了一套计算机辅助测试系统.该系统采用闭式机架模拟加载法,利用机架的弹性变形对被测试液压缸进行模拟加载,能够完成伺服液压缸静、动态性能测试.简单介绍了该系统的组成和测试原理,并对机架进行了模拟分析.测试结果表明该系统测试精确,自动化程度高.

液压传动系统的可视性较差,通常给故障诊断带来一定的困难.提出的基于参数测量的故障诊断方法,能够通过对系统参数的定量检测和逻辑分析,实现对液压系统故障的准确诊断,具有系统故障诊断的科学性、准确性和快速性.该项技术能大量减轻设备装拆工作,降低对维修人员的技术水平要求,较传统的故障诊断方法效率显著提升,具有实用推广价值.

在液压系统故障诊断中,由于故障原因繁多且相互交织和影响,导致设备故障具有一定的模糊性.传统的诊断方法以专家的经验为主,容易产生误诊的现象.以某叉车液压系统为例,应用模糊综合评判理论错容性好、评判方法简单等特点,对其故障进行智能分析,达到可靠、高效评价的目的.

介绍了质量功能展开（QFD）理论、发明问题解决理论（TRIZ）、公理设计（AD）理论的基本原理和特点,分别针对其在工程应用中的不足,建立了基于QFDTRIZAD的集成过程设计模型.首先,基于客户调研需求,利用QFD构建了用户需求与功能需求的质量屋模型,借助TRIZ标准解法解决了矛盾冲突,得到基于功能需求的初步概念设计模型.其次,基于AD理论将QFD功能需求映射为技术参数,得到设计矩阵,并判断矩阵是否耦合,若非耦合矩阵则产生创新方案,否则利用TIRZ工具箱进行解耦,以达到消除耦合的目的.最后,通过基于PRO/E的概念设计和虚拟演示,验证了设计方案可行.

平面3自由度并联机构具有良好的机构特性且实用价值较高,为提高机构的轨迹跟踪精度,提出了一种基于平面3-RRR并联机构的低通滤波滑模变结构控制(SMC)策略.在分析机构动力学方程和控制器Lyapunov稳定性基础上,搭建了平面3-RRR并联机构的控制系统框图,对机构的位移轨迹跟踪进行了实时控制.仿真结果表明机构采用低通滤波SMC算法后,位移轨迹跟踪误差明显降低;该算法简单易实现,有效削弱了系统抖振,提高了控制系统的精度.

随着参与啮合齿轮对数的增加,内外啮合行星机构的配齿条件也会发生变化.同心条件越来越宽松,邻接条件越来越复杂,速比条件越来越容易满足,而装配条件则需要根据参与啮合行星轮对数的奇偶性严格判定.在4个配齿条件中,装配条件最严格,也最易被忽视,应引起足够的重视.将行星机构各构件的装配相位夹角表达式代入相应转速方程,以齿数应满足整数作为约束条件,确保单排行星机构的各构件不相互干涉,确定单星和双星内外啮合单排行星机构的装配条件,进而拓展为每组行星齿轮经过奇数次啮合或偶数次啮合的装配条件.相关结论为工程技术人员在设计内外啮合单排行星机构时,提供了成熟的解决方案.

邓克利法是计算链式多自由度系统基频的一种近似方法,应用于机械振动的多个领域.对邓克利法在不同使用条件下的精度进行研究,建立集中质量梁模型和质量弹簧模型,在不同自由度和不同约束条件下,用邓克利法计算系统的基频,与解析法计算结果进行对比,讨论邓克利法精度的影响因素.对自由度与误差数据进行数值拟合,提出在较大自由度时邓克利法的修正方程.