针对航空液压泵故障样本有限、故障数据同时具有不完备和冗余的特点,分析了液压泵柱塞球头游隙增大故障的原因和特点,对比了故障泵相对于正常泵的频域信号特征,提出了一种基于粗糙集和支持向量机的液压泵故障诊断方法.首先利用粗糙集对故障特征变量进行约简,去除冗余信息,在保证分类质量不变的前提下寻求描述系统故障特征的最小属性集合;然后再将经过粗糙集约简后的数据样本用于训练支持向量机来进行小样本的故障诊断.试验结果表明采用粗糙集和支持向量机相结合的诊断方法适合于航空液压泵的高精度故障诊断.

针对难以从转辙机柱塞泵的非线性振动信号中有效提取故障特征以及各分量之间存在模态混叠现象等问题,提出了一种非线性自适应正交经验模态分解(Kernel Principal Empirical Mode Decomposition,KPEMD)与向量加权平均算法优化的支持向量机(INFO-SVM)结合的故障诊断方法。首先通过KPEMD方法将原始信号分解为多个IMF分量,根据相关系数筛选出故障信息丰富的敏感分量;其次提取敏感分量的时域频域特征及能量熵构造混合特征样本集;最后输入到INFO-SVM多分类器中进行故障识别。利用柱塞泵实验数据进行对比分析,结果表明:KPEMD能够有效减弱模态混叠现象,充分提取故障信息,INFO优化SVM的识别准确率优于其它常用算法的优化结果。本方法能有效识别出转辙机柱塞泵的不同故障类型,诊断准确率达到98%。

针对目前井下轨道车辆机械式制动装置存在制动距离大、操作不方便的问题,采用液压制动系统方案对轨道车辆的制动性能进行研究.首先对井下轨道车辆液压制动系统的驱动结构进行设计,然后利用三维制图软件CATIA对液压制动系统的关键零部件——盘式制动器建立三维结构模型,并利用动力学仿真软件ADAMS对盘式制动器在不同摩擦系数状态下的制动性能进行仿真分析.研究结果表明,当摩擦系数为0.3和0.4时,采用液压制动的井下轨道车辆制动距离等参数都可以满足安全要求.

针对纯电动汽车以经济性换挡规律运行时,换挡前后存在驱动力波动较大的现象,提出驱动力波动控制策略.根据驱动电机电流与电机输出转矩具有较强的关联度,设计出基于径向基神经网的驱动电机输出转矩估测模型,利用估测转矩计算车辆驱动力,分析出驱动电机消除驱动力波动需要补偿的转矩,得出补偿后的驱动控制策略.通过AMESim软件建立纯电动汽车动力仿真系统,验证估测转矩精确度,并对比驱动力波动控制策略使用前后的车速变化曲线.结果表明,估测转矩误差率小于0.09,在使用驱动力波动控制策略后,换挡前后车速过渡更平滑,整车动力性和驾驶舒适性得到了改善.

针对工程机械和轨道交通中的振动隔离问题,以橡胶弹簧隔振系统为研究对象,采用理论推导、仿真分析和试验验证相结合的方法,研究了橡胶弹簧的隔振特性及其影响因素.建立了橡胶弹簧的本构方程,提出了橡胶弹簧隔振特性的理论计算方法,进行了橡胶材料的力学特性试验,并结合橡胶弹簧隔振系统的有限元模型,通过仿真分析得出如下结论：橡胶弹簧的隔振特性随激励频率、隔振系统质量、橡胶弹簧刚度和阻尼的变化而变化,且其绝对传递率随橡胶弹簧刚度和阻尼的增加而增大,随隔振系统质量的增大而减少,当激励频率小于28.3rad/s时,绝对传递率随激励频率的增加而增大,当激励频率为28.3rad/s时,绝对传递率达到最大值,当激励频率大于28.3rad/s时,绝对传递率随激励频率的增大而减少.

以某新型双电机耦合驱动系统为研究对象,考虑齿轮副综合啮合刚度、各构件惯量、中心构件的扭转支撑刚度等因素,推导并建立了双电机耦合驱动系统的纯扭转动力学模型.通过求解特征值的方法获取系统固有特性.对系统整体扭转振动模式和轴系扭转振动模式下的固有特性进行分析,发现系统固有特性具有一种不完全的对称性.对系统固有频率的主要影响因素进行了研究,分析了系统共振点与车速之间的对应关系.建立了双输入双输出机电耦合系统振动特性分析方法,为双电机耦合驱动系统的扭振抑制控制方法的研究奠定了基础.

考虑行星传动中内齿圈的弹性变形及其切向和径向刚度约束的弹性基,通过级间耦合的方法建立了某混合动力系统中两级行星齿轮机构在弹性支承下的刚柔耦合混合动力学模型,基于所建模型,采用有限差分法并结合模态能量研究了四行星轮传动系统的固有频率对级间耦合刚度的灵敏度,研究结果表明：Ⅰ/Ⅱ级耦合扭转振动模式的固有频率随着第Ⅰ级内齿圈与第Ⅱ级行星架间耦合刚度、第Ⅰ级太阳轮与第Ⅱ级太阳轮间耦合刚度变化而变化,且固有频率的灵敏度程度随级间耦合刚度的增大而减小,其他各振动模式的固有频率均保持不变;模态能量分析验证了上述结论.

结合枪钻深孔加工刀具的结构与加工实际,深入研究了枪钻加工过程中圆度误差形成的机理,根据转子动力学涡动幅值与偏心距的关系,推导了影响枪钻钻头涡动幅值的材料因素.在保证钻头刚度的前提下,提出使用微钙钢材料的枪钻钻头的方案来抑制深孔加工过程中的涡动.通过数值计算与有限元分析仿真,得出钻头材料密度越大,偏心距越小,则涡动幅度越小,而微钙钢相对较大的密度特性可以在一定程度上抑制枪钻在工作中的涡动,从而达到了提升深孔加工圆度的目的.

基于白回归模型（Autoregressive model，AR）和相关极点谱分解技术的轴承状态检测方法在自动检测方面有着较大优势，但是AR谱会受到阶数、估计法和样本点数的影响而导致故障频率与相关极点产生偏差，造成在检测过程中对故障产生误判．针对该问题提出了一种基于遗传算法的AR谱极点频率优化方法，利用遗传算法对AR谱极点进行优化，得出适宜的阶数和样本点数，使AR谱极点与对应的故障频率相接近，让故障检测图变得清晰．最后对具有内圈故障的轴承信号数据进行实验验证并取得了较好的结果，为AR谱选择合适的阶数和样本点数提供了可靠的保证．

针对沿海地区受台风影响避雷塔发生倒覆的问题,利用有限元方法对某42m避雷塔和42m拉线避雷塔进行静动特性与稳定性分析.对避雷塔结构进行了模态分析,计算避雷塔受风载荷,通过风载荷APDL程序,对避雷塔所有构件施加风载荷,计算结果表明,拉线避雷塔结构的最大应力较避雷塔结构下降了63.1%,且满足强度要求.采用AR模型模拟脉动风,脉动风响应计算结果显示,拉线避雷塔结构最大位移响应值为避雷塔结构的3.9%～5.6%,增设钢丝绳可以有效减小避雷塔受脉动风振动的幅值.采用非线性屈曲方法对两种结构进行屈曲分析,结果显示拉线避雷塔和避雷塔结构的临界屈曲风速分别为76.3m/s,42.5m/s,前者较后者高79.5%,满足抗风稳定性要求.