通过水模型实验研究了利用超声波在线检测液态金属中夹杂物的可能性。首先考察和比较了不同性质的夹杂物对超声波传播规律的影响,发现当溶液中存在夹杂物时超声波声压减小,超声波的波形也发生明显变化,而且不同性质的夹杂物对超声波的影响也存在较大差异。进一步考察夹杂物浓度和粒径对超声波传播的影响,发现随着夹杂物浓度的增加和粒径的增大,超声波声压逐渐减小,而且声压对上述因素的微小变化反应灵敏。研究表明,利用超声波在线检测液态金属洁净度是可能的。

Hot disk探头热容的存在会直接影响热导率测量的准确度。为有效地评估这种影响的程度,在基于瞬态点热源格林函数法得到探头表面平均温升理想模型的基础上,提出了一种能够修正探头热容对实际加热功率影响的改进模型,并利用三种不同大小及热容值的探头及Hot disk数据采集系统对Pyroceram 9606标准材料的热导率进行了测量。测量结果表明,Hot disk探头热容对热导率测量精度的影响会随探头半径、测量时间及加热功率等测量参数的不同而发生变化,对理想模型进行探头热容补偿可以有效提高热导率测量准确度,且探头热容相对实验总加热量的大小是影响热导率测量准确度的决定因素。

神东上湾煤矿四盘区煤层厚度为7.95~9.25 m,支架最大高度为8.8 m,是目前世界上采高最大的一次采全高工作面。为提高8.8 m大采高工作面支架可靠性,更好满足高产高效工作面需求,针对压力显现与顶板控制、支架中心距的匹配性、支架整体稳定性及结构适应性等方面进行分析研究。研究确定支架合理支护强度、支架中心距、稳定性系数、结构件优化参数和加工工艺方案,为提高8.8 m支架适用性提供理论基础。

国产采棉机在液压系统和电控系统方面不断进行升级,提升整机智能化水平。为使整机性能达到国外机器水平,设计了采棉机关键的液压系统,主要包括行走驱动系统、采棉头驱动系统和仿形控制系统。样机在田间进行实地作业试验,测试了液压系统压力和温度等关键参数,各项性能指标满足使用要求。通过电控系统优化调试,采棉头仿形控制功能正常,自适应调整过程平稳流畅。

为实现副车架设计过程中,质量和第一阶模态频率同时达到最优,在模态分析和三种工况副车架强度分析的基础上,首先应用Hyperworks进行了副车架参数化,建立了11个厚度尺寸变量。然后应用试验设计分析方法对尺寸变量进行筛选,去掉了3个对质量、最大应力和第一阶模态频率影响都不显著的因子,将基于移动最小二乘法构建响应面近似模型引入到副车架优化设计的复杂系统中。最后,基于副车架近似模型利用多目标遗传算法进行多目标优化,获得了副车架质量和第一阶模态频率的Pareto最优解。研究结果表明通过获得的Pareto最优解的边界,可以指导副车架优化设计,将大幅缩减产品开发周期、降低产品开发成本。

针对复杂机械振动信号压缩感知过程中存在的稀疏字典构造困难问题,提出了基于QPSO分类的自适应稀疏字典构造方法。该方法根据信号的分割尺度,将信号进行分块,并利用每一信号块的能量大小,构造能量序列,利用QPSO对能量序列进行优化分类,保证不同类别间能量序列的方差最大,从而实现对信号块的分类,采用K-SVD对不同类信号块分别进行稀疏字典的自适应学习训练,产生与信号相适应的稀疏字典,用于机械振动信号的压缩感知重构过程。通过滚动轴承实测信号在不同状态下的压缩感知实验表明：所提方法能够有效提高信号重构的峰值信号比,改善机械振动信号的重构效果。

针对轻质空间桁架结构振动半主动控制的需求，提出了一种新型双活塞磁流变液阻尼器，完成了阻尼器的研制。搭建了阻尼器动态特性实验装置，通过实验方法获得了其动力学特性曲线。采用双曲正切模型描述其非线性滞后效应，使用非线性最小二乘法完成了模型参数的优化。结果表明，所建立的模型能够准确描述阻尼器的动力学特性。

采用动网格技术建立了液压锥阀动态特性分析的三维数值模型，基于该模型对液压锥阀在弹簧力及流体力作用下的开启过程进行了仿真。分析了不同弹簧刚度下，液压锥阀开启过程流量和瞬态液动力的变化情况；对比了仿真得到的稳态流量、稳态液动力与理论计算结果，仿真值与理论值较吻合；得到了弹簧刚度对液压锥阀开启过程中阀芯位移、速度以及加速度的影响规律。仿真结论可以为液压锥阀的设计及优化提供依据。

以平地机作业液压系统为载体,详细描述了AMEsim建模软件建模方法及参数设置。在本次建模中,重点对平地机液压系统中的液压缸、溢流阀、液压油以及换向阀等液压元件进行选择,最后生成液压系统模型。合理选择液压系统分析工具,可以有效节省液压系统研究及分析时间和成本。

利用ADINA软件对水压外啮合齿轮泵内部流场进行了仿真，据此分析了齿轮泵内液压径向力的变化范围，这一方法与常用理论计算相比更接近于实际，为平衡外啮合齿轮泵内径向力提供了理论参考。