基于塑性极限分析的基本原理,提出一种考虑恒荷载效应的结构极限承载力分析的弹性模量缩减法。利用线弹性有限元迭代计算求解活荷载的极限值,并且在每一步迭代计算中将恒荷载视为伪活荷载,并和活荷载一起按比例增加。结合能量守恒原理和广义屈服准则建立离散单元弹性模量的调整策略,提出了结构广义承载空间中的活荷载极限值的迭代求解格式。在每一步迭代计算中,通过调整高应力单元的弹性模量来模拟结构在恒荷载、活荷载联合作用下的内力重分布及其失效模式的演变过程,从而获得恒荷载效应下结构的极限承载力及其失效模式。算例分析表明弹性模量缩减法具有较高的计算效率和计算精度。

对金属零件在一些重要设备如核电站的反应堆压力容器和蒸汽发生器中跌落后的定位方法进行探讨，分别比较了时域初始过零点法和能量比法两种时间延迟估计方法及三角形定位法和线性阵列法两种定位方法，指出存在问题及改进途径。

针对长度不限、宽度固定的卷材的直冲圆形件下料问题,采用自适应遗传模拟退火算法（adaptive genetic simulatecl annearling algorithm,AGSA）优化毛坯序列,并采用最佳位置（best location position,BLP）算法决定毛坯放置位置。在遗传算法的基础上,引入环形交叉策略和自适应交叉变异概率,有效地提高收敛速度。将模拟退火算法与遗传算法结合,通过退温机制更改接受概率,避免遗传算法陷入局部最优解导致早熟。实验结果表明：本文提出的算法计算时间合理,能有效提高收敛速度和材料利用率。

为了提高电磁离合器的最高转速,增加最大传递扭矩,提出了一种新型线控离心球臂接合装置式电磁离合器,利用线控离心球臂接合装置高速旋转产生的离心力来实现离合器的平稳接合,通过电磁线圈的通断电实现离合器分离过程和接合过程的控制。基于电磁有限元法,利用Matlab中的PDE工具箱对离合器衔铁行程处磁场进行了模拟分析;结合电磁离合器工作原理,建立电磁离合器动态响应时间数学模型,并进行精确的计算分析。实验结果表明,新型线控电磁离合器的最大传递扭矩为200Nm,平均功率为18W,最高转速可达3500r/min,动态响应时间为0.32s,与现有电磁离合器相比,其各方面性能均有显著提高,且作为动力换挡离合器使用时,其动态响应特性满足自动变速器换挡时间的要求。

为了保障港口生产作业的正常运行,科学地制定港口机械设备最优维修策略,将港口机械状态监测与设备维修相结合,建立基于马尔科夫决策过程的维修策略优化模型,并采用策略迭代法对模型进行求解,确定任意决策点的维修策略和下次监测间隔时间。以龙口港装载机为例,验证分析了该模型的有效性。结果表明,随着龙口港装载机状态的劣化,根据设备不同的状态由不采取维修策略到采取预防性维修策略或事后维修策略的检测间隔时间也随之变短,最终得到最优维修策略下的长期平均维修成本为1.9118元/h,其维修成本比初始策略节省约23%。

为准确预测工程机械主动再制造的时机,确定合适的再制造时间,基于产品生命周期理论,综合考虑了产品的原始价值、再制造成本和维修成本,以单位服役时间内的期望费用最小为优化目标,建立了再制造毛坯回收时机预测模型。利用两参数威布尔分布来表征产品失效率的函数,通过最小二乘法对形状参数和位置参数进行估计,采用中位秩法计算累积失效分布函数。最后,以徐工XE80A型挖掘机再制造时机的确定为例,验证了所建决策模型的可行性。

针对直齿轮磨损问题,考虑到齿轮动态特性对磨损的影响,联合Archard公式和齿轮动力学方程建立了基于动态啮合力的齿轮磨损定量计算模型。基于动力学方程求出动态啮合力,将动态啮合力及滑动系数代入Archard公式计算磨损量;将磨损量视为齿形误差重构齿廓,并重新计算动态啮合力及滑动系数;反复迭代则可得到动态啮合力和磨损量的变化规律。进行齿轮磨损试验,采用光谱仪分析油液中Fe元素浓度变化,得到齿轮磨损量的变化规律及磨损系数K,通过仿真结果与试验结果的对比验证了模型的准确性。最后对齿轮的磨损状态进行仿真预测,结果表明,当主动轮运转5.578×107次后,总磨损量达到2.085 g,动态啮合力峰值超过理论值的4倍,有过载风险;以此作为阈值则可得到齿轮的磨损寿命。仿真模型对于齿轮的磨损寿命预测和抗磨损设计具有重要的工程意义。

为提高某样车隔振性能,探讨＂惯容器—弹簧—阻尼＂（ISD,Inerter-Spring-Damper）悬架一体化集成技术的实现方法,设计一款ISD一体化悬置,分析了三元件的设计过程,并建立三自由度四分之一模型,对比了传统悬置和ISD悬置振动响应仿真结果。结果表明,相比于传统悬置,ISD悬置的驾驶室加速度、悬置动行程和车体加速度分别降低了3.27%、21.05%、0.773%。可见,ISD悬置是一款性能优异、易于工程布置以及可广泛应用的ISD一体化悬架系统,能有效提高隔振性能,可实现弹簧、惯容器、阻尼元件同轴一体化的设计目标。