针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行转动的跟随机构以及为整个全物理实验提供微重力环境的气浮机构组成。实验在气浮提供的微重力环境下进行,机械臂在其肩关节和腕关节驱动下进行转动,通过带动中间连接梁从而带动质量块跟随其转动,这就模拟出机械臂在太空转位时所受转动惯量。为了验证全物理方法的有效性对该方法建立了模型,并对模型进行动力学建模,获得各个关节处所受的力,进一步通过这些数据对模型进行受力分析,结果表明全物理实验方法具有可行性同时机械臂也满足设计要求。

航空发动机种类多、形状大小各异,传统的示教编程刚性螺栓拧紧方法因其效率慢、安全性差、编程门槛高等缺点,不再适用于中小批量多类型的发动机螺栓拧紧工作。提出一种基于数字孪生的柔性拧紧发动机螺栓的方法,包括螺栓拧紧方案、螺栓拧紧过程数字孪生仿真、物理空间与数字空间一致性标定等。通过D-H参数法建立机器人运动学模型,进而对机器人进行运动学求解,通过五次多项式插值法对机器人进行轨迹规划。通过数字孪生仿真生成离线程序,利用一致性标定消除坐标偏差。分别利用离线编程与示教编程进行3组实验,结果显示:离线编程与示教编程均能完成航空发动机的螺栓拧紧工作,但基于数字孪生的柔性螺栓拧紧方法可以快速又柔性地拧紧航空发动机的螺栓。

在固体火箭发动机燃烧室和喷管对接装配过程中,为准确实时预测密封圈应力,以确保发动机的装配质量,提出了一种基于Kriging模型的密封圈对接装配应力预测方法。首先,分析装配工况,利用有限元分析方法计算出多种工况下密封圈的应力-应变;其次,使用生成对抗网络的方法扩大数据样本空间;之后,利用拉丁超立方抽样法选取一定数量的应力-应变数据构建Kriging模型;最后,根据定义的加点准则迭代优化Kriging模型,实现主动学习,由此得到密封圈应力预测的数字孪生模型。装配时,通过六自由度并联平台的力位传感器实时采集的信号数据,作为数字孪生预测模型的输入;通过实时读取模型输出,实现对接过程中的装配质量实时在线预测反馈。

为保障高精密滚杠传输系统的传输直线度,提出一种基于多站分时测量的直线度优化方法。该方法通过一台激光跟踪仪在不同站位测量到相同目标点的距离,来确定激光跟踪仪在各个站位的基点坐标及各目标点的位置坐标。该方法提高了激光跟踪仪的测量精度,并克服激光测量局部盲区问题。通过目标点坐标拟合空间直线,依据目标点坐标与拟合理论位置的偏差调整滚杠,从而优化滚杠传输机构传输直线度。优化结果表明,滚杠传输系统传输直线度有显著提高。

针对国内已有的CTS系统堵塞度大、俯仰偏航角度小（精度低）的问题,设计了一种新型的CTS机构。首先对CTS系统的整体结构设计和运动原理进行了介绍。然后对俯仰机构的设计方案进行选择,在此基础上完成了转动框架的外形设计。最后基于多目标遗传算法理论和参数化建模技术,对转动框架进行了优化设计,优化后转动框架质量减小、堵塞度减小。结果表明,多目标遗传算法能通过计算在可行域内快速求出转动框架优化设计的最优解集,优化效率高、效果好,对CTS机构的进一步研发具有理论价值和工程意义,此种方法也为以后类似的结构设计和优化提供了参考。

针对炮采掘进超前支护运输系统耙爪转速不够，设备工作实际流量比设计流量低的问题，采用理论分析、AMESim仿真和实验验证相结合的方法开展讨论。在负载敏感泵控系统中，负载敏感（LS）反馈管路长度较长，且设置有降低压力脉冲的滤波节流孔时，LS传输过程中的压力损失是造成系统流量不足的主要原因。数字仿真和试验结果表明，调节负载敏感泵Ls阀芯预紧力弹簧使预紧力增大到220bar，系统待机压力增高．将有效解决系统流量不足的问题。