针对航空柱塞泵全工况下生热温升等问题,通过泄漏分析和机械损失分析等给出了热力学建模方法与生热原因分析。首先建立燃油柱塞泵三维模型和动力学模型,进而采用液压平衡油温方法建立考虑泄漏和增压的热力模型,并且建立考虑机械损失方面的动力学热力模型。通过试验与仿真对比表明,试验数据与仿真结果误差不大于1%,且泵后压力脉动在2MPa范围内,符合柱塞泵实际情况,该模型能够实现燃油柱塞泵生热机理研究。最后进行柱塞泵生热机理分析,表明泄漏生热和增压生热不会引起航空燃油柱塞泵异常发热,主要通过机械损失引起,且机械功率损失越大,柱塞泵壳体和转动部件温度越高。

柱塞泵内部流动特征复杂,传统柱塞泵设计计算方法难以预测复杂流动引起的脉动与振动.开展了基于多块结构化网格的柱塞泵流动特性数值计算方法研究,根据柱塞泵流动特点完成了针对柱塞泵的多块结构化网格划分,分别通过滑移网格和动网格技术处理缸体与配流盘之间的相对滑动以及模拟柱塞的运动,采用UDF编程的方式定义了各个柱塞动边界网格的运动规律.通过数值计算结果与理论计算的对比分析,验证了数值计算方法的有效性和可靠性,并对柱塞泵内部流场特征的动态变化进行了分析.上述计算方法可用于柱塞泵脉动分析、柱塞腔的压力冲击分析、流道的优化设计等研究.

针对高压轴向柱塞泵工作过程中存在的空化现象,结合柱塞泵配流盘吸油腰形孔内过流液体流线方向提出配流盘抗空化结构,通过解析法分析了配流盘抗空化结构对柱塞泵性能的影响;借助Pumplinx仿真平台,对柱塞泵工作过程中配流盘吸油腰形孔内气体体积分数的变化规律进行数值分析;通过Kriging插值模型预测仿真数据的邻近未知参数,并用杂交粒子迭代优化算法得到最优抗空化结构。研究结果表明,轴截面为敞口形配流盘吸油腰形孔可以减小柱塞泵内空化气体体积分数约2%,其最优结构参数特征为:沿柱塞泵旋转轴轴向偏转75.7°和顺流偏转8.2°。

针对发动机悬置怠速工况下的隔振问题,结合磁流变液体的流变特性,在已有磁流变液发动机悬置的基础上改进了悬置结构,设计了带有多个惯性通道的磁流变液悬置。在现有磁流变液悬置结构的基础上,简化结构,建立悬置的液力模型。运用键合图理论分别绘制带有不同惯性通道个数的磁流变液悬置的键合图,然后推导动刚度以及滞后角关于频率的计算公式。应用Matlab编写程序对悬置的动特性进行仿真研究,得到了发动机悬置的结构参数及其惯性通道个数对悬置动特性的影响。对单惯性通道磁流变液悬置的动特性进行试验研究,研究了各个参数对悬置动特性的影响,结果表明多惯性通道的磁流变液悬置可以改善发动机怠速隔振性能。

组合转子工作在高温、高转速的工况下，启停过程中有较大的交变热应力和交变离心力，容易产生疲劳裂纹。针对某重型燃气轮机组合转子，利用有限元方法，分析组合转子启动过程中拉杆孔和透平托杆的离心力和热应力分布以及离心力一热应力耦合时综合应力分布，确定应力集中位置，研究启停过程中离心力、热应力对组合转子裂纹扩展规律的影响。研究结果表明，综合应力最大、最易产生裂纹和裂纹扩展最快的位置是组合转子透平一级轮盘人口拉杆孔六点钟方向，离心力和热应力对组合转子综合应力分布有很大影响，在考虑裂纹扩展时不可忽略。

为了获得裂纹引起的管道结构柔度变化，提出了一种裂纹局部柔度的振动测量方法。通过研究不同位置裂纹的局部柔度与管道固有频率的特征关系，建立了裂纹管道动力学模型，绘制了固有频率影响曲面。将实测的结构前两阶同有频率作为输入参数，截取固有频率影响曲面，绘制裂纹局部柔度对应于裂纹位置的频率影响曲线，其交点指示了裂纹局部柔度以及裂纹发生的位置。方法可用于管道中不同类型和形状裂纹的局部柔度测量。

为了实现电机轴承故障的准确诊断，必须提取更加准确有效的故障特征。针对上述问题，提出基于小波包分解（WPD）和希尔伯特黄变换（HHT）的故障特征提取方法，并用神经网络进行诊断验证。小波包分解对信号突变检测优于HHT，HHT在低频检测部分比小波包分解更加有优势。结合两种算法的优点，采用小波包分解提取高频段能量特征。并利用HHT对小波包重构的低频信号进一步分析得到低频段能量特征。仿真结果表明，上述算法能够准确诊断出故障类型，提高了轴承故障诊断的准确率。通过与常见的倒频谱分析、WVD方法对比，验证了所提算法的有效性和优越性。

为解决柔性流水车间变工时排产优化问题（flow shop scheduling problem with variable processing times，FFSP—VPT），对变工时工序工时选择方式、次品检测和返工方式进行分析，建立了FFSP—VPT数学模型。针对FFSP—V阿特点，结合ROV编码设计了一种二段式编码。在蝙蝠算法的基础上，加入了基于汉明距离的最优个体集和自适应位置更新机制，提出了一种基于精英个体集的自适应蝙蝠算法（self—adaptive elite bat algorithm，SEBA）作为全局优化算法。设计交叉实验确定SEBA算法中的重要参数的最佳值。通过仿真测试，将测试结果与其它算法比较，验证了SEBA算法对于解决实际生产中FFSP—V阿类问题的有效性。

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。