提出了在风洞试验获取的气动参数的基础上对由各种误差和扰动引起的气动偏差进行修正的方法。采用扩展卡尔曼滤波算法,利用雷达获取在线飞行弹丸的一段飞行数据(位置和速度),使用已知的气动参数对飞行数据进行过滤得到气动参数的修正系数,对已知气动参数中的阻力系数和升力系数进行修正,为后段弹道计算提供更加精确的气动参数。通过仿真计算,验证了上述方法的有效性,并利用弹道外推计算,通过对比落点误差证明了上述方法的精确性,为气动参数辨识和弹道修正提出了新的途径。

为研究卷弧式尾翼的气弹特性,基于Wagner函数,建立了卷弧尾翼在非定常气动条件下的升力及滚转力矩模型。以此为基础,针对在特定振荡频率的攻角激励作用下,不同张开角度、弦长及分布数量翼片的升力,不同安装及滚转方向翼片的滚转力矩,进行了数值仿真分析,并利用fluent仿真软件进行了建模仿真验证。结果表明升力响应幅值随着张开角及弦长的增大单调递增,不同分布数量尾翼的升力近似相等,反装反旋安装方式有效降低了尾翼滚转力矩。对于卷弧尾翼弹箭的优化设计,颤振特性分析以及锥形运动的抑制等问题具有积极意义。

在全断面岩石隧道掘进机(TBM)的掘进作业工况下,液压系统面临着基础振动的不良外界条件,对蓄能器的动态特性会产生不利影响。为优化蓄能器动态特性,建立了基础振动条件下的蓄能器动态特性分析数学模型,并运用Matlab/Simulink平台建立了仿真模型,研究结果表明当系统压力波动频率与基础振动频率相同时,蓄能器内压波动幅值会随着基础振动幅值的增大呈线性关系增大,也会随着基础振动频率的增大呈指数关系增大;减小充气体积会降低蓄能器内压波动幅值;相位差会随着基础振动频率、幅值的增大而呈多项式关系增大。当两种频率不同时,增大基础振动幅值或频率都会增大蓄能器内压波动幅值,但前者影响更为显著。

传统双层扑翼飞行器大多依靠水平尾翼进行纵向控制,提出一种利用翅膀的二自由度运动状态切换对纵向气动力矢量进行控制的方法。首先,利用数值仿真对扑翼飞行器的气动力和流场进行了计算,分析了翅膀扑动、翅膀俯仰运动对非定常气动力分量的影响;其次,从翼面涡的运动、翼面压力分布等方面,对气动力分量的控制机理进行了研究。结果表明,双层扑翼飞行器的轴向力主要与翅膀俯仰运动有关,飞行器法向力主要受上下翅膀的非对称涡的影响,而非对称涡主要来自与上、下翅膀的非对称扑动。通过翅膀运动状态的切换,双层扑翼飞行器的时均气动力矢量可在机身纵平面0~180°范围内调节。最后通过一组对比实验验证了所得结论。

航空发动机在实际运行中,压气机叶片会遭受风沙等侵蚀、磨损,从而导致其型面发生改变。为了研究压气机边缘磨损对其性能的影响,构建不同磨损程度的压气机模型进行数值模拟,结果表明,前缘磨损和后缘磨损对压气机性能的影响不一,前缘磨损导致压比、效率降低,堵塞点流量减小,对失速边界没有影响;后缘磨损只在小流量范围对性能影响较大,并且失速边界点流量增大,工作裕度减小,而对堵塞点流量没有影响。压气机性能对前缘更为敏感,前缘磨损导致叶尖区域激波后移,叶中区域分离涡损失增大,从而效率下降。同时,前缘磨损后,压力面的静压减小,导致压气机增压能力降低。

为了探究侧风条件下地面涡的气动特性规律,以近地面的1/30缩比进气道为研究对象,采用数值计算的方法研究了多种来流条件下环境因素对地面涡的流场特征的影响,研究发现:侧风来流时,地面涡强度受到来流速度和离地高度的综合影响:保持离地间隙为0.25,来流速度升高,地面涡强度约在25m/s时达到峰值;离地间隙越小,地面涡的整体强度越大,环量峰值也越高。从0°到90°增大进气夹角,地面涡结构由对涡变为单涡,涡量强度迅速增大。地面涡生成的关键在于进气流管与地面间的相互作用程度,来流速度越低,进气道距离地面越近,越容易生成地面涡;侧风条件下,地面涡的生成不依赖于来流边界层。

目前行星齿轮箱已经在军用和民用装备中广泛应用，研究行星齿轮箱的故障诊断方法意义重大。为了研究行星齿轮传动的故障机理，揭示其故障特征，建立了行星齿轮系统的动力学模型，研究了齿轮裂纹对齿轮啮合刚度的影响，得出了正常、太阳轮裂纹和行星轮裂纹等三种状态下系统的振动响应。提出了基于包络排列熵的特征提取方法，以判断行星轮系的运行状态。最后通过实测信号验证了所提特征的有效性。

有限元仿真被广泛应用于航空薄壁结构件加工变形的预测分析，针对现有3—2—1约束原则建立仿真边界条件时存在众多的问题，提出了接触单元约束边界条件法（接触边界法）。基于接触边界法建立有限元预测模型，并引入实测初始残余应力对工件加工变形进行了仿真预测。为验证接触边界法的准确性，选取工件展开了铣削加工及变形测量实验，结果表明仿真与实验变形在变化趋势及变形值上均具有很好的一致性，从而验证了接触边界法的可靠性。利用接触边界法建立的有限元模型对加工后的工件残余应力场进行预测，结果表明：通过变形和残余应力重分布会使加工后工件内部残余应力场达到新的平衡；对于薄壁结构件，材料大量去除后，残余应力值明显减小。

针对损伤保持架振动信号的无冲击特性、非平稳性和故障特征难以提取的问题,提出了基于改进小波包系数熵的损伤程度识别方法。用小波包分解保持架损伤信号获得小波包系数并求小波包系数熵,将小波包系数熵作为特征向量输入支持向量机（SVM）的来识别保持架损伤程度。为提高小波包系数熵的特征敏感性,对小波包系数矩阵元素值和小波包系数概率分布的区间进行修改。最后对正常轴承、保持架点蚀、保持架裂纹和保持架断裂的振动信号进行实验分析,实验结果表明：修改后的小波包系数和区间能有效避免小波包系数概率分布集中;当等分区间数相同且小于170时,与小波包系数熵与SVM结合的方法相比,该方法对保持架损伤程度的识别率更高。

摆线针轮传动机构是工业机器人关节减速器的关键部件，针对现有研究对摆线针轮传动机构啮合过程中，对摆线轮齿与针齿上啮合点的运动及受力情况缺乏关注的问题，提出了对摆线轮齿进行齿廓离散的仿真思路。通过矢量法建立了同一坐标系下摆线轮与针轮的齿廓方程。应用MATLAB对齿廓方程进行了验证并确定了针齿上参与啮合的范围；基于齿廓方程构件了摆线针轮传动机构的全参模型；应用ADAMS进行运动学及动力学仿真，在摆线轮齿上等距设置了51个marker点，并提取了每个marker点的轨迹曲线及与针齿的接触应力。仿真结果表明，齿廓离散的仿真方法在啮合运动的运行规律研究中直观明了。清晰地揭示了针齿在与摆线轮齿啮合时具有两次接触单次受力的特性。