多股螺旋弹簧广泛应用在枪械武器发射系统、潜艇/航天发动机等国防装备之中,但目前对多股簧疲劳失效分析工作十分有限。某圆柱压缩多股簧在寿命试验期间发生断裂失效,采用断口分析、金相检验、硬度测试、有限元仿真等方式对多股簧的断裂原因进行分析;钢丝表面的拉拔条纹与外层钢丝间的接触损伤表面缺陷共同引起应力集中,导致了疲劳裂纹萌生,最终多股簧断裂失效。设计时,在刚度允许的范围内可适当增加钢索捻距,减小钢丝间接触损伤,从而提高多股簧疲劳寿命。

新型精密传动机构设计理论与制造方法是当前基础科学领域研究的热点之一,围绕该主题,在国家自然科学基金委员会"双清论坛"研讨成果的基础上,结合国家重大需求和学科发展前沿,分析了精密传动领域在国民经济、社会发展和学科发展中面临的挑战;介绍了多介质多形式功率传动、精密复合传动、基于功能材料的新型驱动等领域的主要研究内容、研究热点及发展趋势;提出了未来5～10年该领域的优先资助建议。

结构稳定性是ICF驱动器一个重要的设计指标。根据激光原型装置（TIL）多程放大、框架式设计的特点，结合矩阵光学对单个光学元件对光束漂移的影响进行了分析，综合不同光学元件对光束漂移的影响，建立了光学元件稳定性指标分配的数学模型，根据原型装置特点对数学模型中各参数之间的关系进行了确定，求解得到了装置内各个光学元件的稳定性指标，以此作为光机系统结构稳定性的设计要求。经过对原型装置光路稳定性指标的测试，光路稳定性漂移x方向和y方向均方根值为2．78μm，峰谷偏差值x方向和y方向分别为14．4μm和15．60μm。结果表明原型装置结构稳定性漂移满足设计要求，稳定性指标划分方法合理。

编组站是靶场光路传输系统的重要组成部分，编组站镜架的稳定性对光路的传输有着直接的影响。为了分析微振动对光束指向性的影响，采用有限元分析软件建立镜架的有限元模型，将数字式地震仪测得的镜架安装平台的速度功率谱密度函数作为载荷施加到分析模型上，计算得到了编组站光学元件（A，B，C，D）在基座微振动激励作用下的转角漂移分别为0．338，0．327，0．289，0．241urad，均小于稳定性指标0．460urad的要求；采用加速度传感器对光学元件A的转角漂移测试结果为0．340urad，与分析结果的误差为0．6％，说明所采用的计算分析方法是有效的，为精密镜架的设计分析提供了有效的方法。

通用气动位置传感器敏感及转换元件涉及电子元器件,无法应用于辐照环境。针对辐照环境下位置传感器的应用问题,提出了一种新型气动位置传感器方案,通过监测对应部位内流场数值变化判断被测件是否达到预设位置。但该方案存在压力响应滞后的问题,导致被测件位置反馈出现滞后现象,因此准确预估滞后响应对传感器的位置补偿并提高位置检测精度至关重要。分析了气动位置传感器的内部流动,建立了压力响应预测模型,通过正交试验揭示了各工程变量对预测模型中系数和响应时间的敏感性,采用仿真对系数进行了进一步拟合。研究结果表明,建立的压力响应预测模型最大响应时间误差在0.01 s以内,当最大速度为100 mm/s时,重复定位误差在1 mm以内,预测模型能满足位置滞后量测量要求。

在强放射性环境中气动元件具有防爆、可靠性高等优势,但因气体的可压缩性导致气压信号传递滞后,造成气压传感器灵敏度下降。对气压传感器的管路与压力响应关系进行理论分析和试验验证,分析出影响气压传感器信号滞后原因,对长气管的气体传递行为进行了分析,并根据试验结果针对气体传递模型进行优化,最后给出气压传感器灵敏度改进方案。

为便于对某种非均质复合棒形组件的剪切过程进行实时监测与后期分析,提出了一种基于LabVIEW的视频与多种物理信号的采集及后期耦合分析方法。信号采集模块以主/从设计模式和同步触发模式为主体结构,实时同步采集、处理、显示并存储视频和多种物理信号;数据耦合模块通过图像处理工具与图像属性节点相结合的方式自动读取视频文件、提取视频成分,并将视频与其他物理信号进行时域耦合分析。经试验验证,此方法实现了视频与多个物理信号的高精度实时同步采集及回放;并结合实时视频,快速准确地分析了各物理量的动态变化规律。

为了探究系统刚度与刀架传动系统动态特性和精度的关系,针对滚齿机刀架传动链这一复杂机电系统,从全局机电耦合角度,建立了该系统的机电耦合模型并基于齿轮副啮合刚度、传动轴扭转刚度得出了机械刚度模型。通过MATLAB/Simulink仿真,得出了机械刚度与伺服刚度对系统的影响规律。又通过研究机械刚度、系统伺服刚度与系统闭环控制参数的耦合关系分析了刚度对跟踪精度、抗振性和抗干扰能力的影响。所得结论可提高齿轮机床精密传动系统的稳定性和加工精度并对机电耦合控制参数方案的优化设计提供了研究基础。

张力控制是多股螺旋弹簧加工过程中的关键技术，它的控制精度直接影响产品的合格率。为降低控制系统的复杂性，采用并列的单输入单输出控制结构。基于对加工过程中张力波动来源的分析，针对系统的时变性、非线性和钢丝间的相互影响等特点，在模糊神经网络中引入误差与总偏差之比的模糊推理来修正网络的输出值，实现了同时对各股钢丝张力的自适应在线控制。通过试验分析，在加工过程中钢丝张力的波动标准差约为5N，调整时间约为3s，验证了控制系统的快速性和稳定性，较好地解决了多股簧加工过程中钢丝张力一致性的难题。

根据用户需求设计的新型卧式液压机,其机架由两根横梁和三根拉杆组成,三根拉杆的位置分布不对称于液压力的作用中心。针对由拉杆的位置分布不对称性造成的拉杆受力不均衡等问题,建立了非对称卧式液压机机架优化模型,提出了一种惯性权重凹函数递减的粒子群算法,利用Matlab和ANSYS程序,结合某工程实例进行优化实验,实验表明所提出的算法比惯性权重线性递减的粒子群算法更有效,优化后机架的重量减轻了13%,拉杆之间的受力更加均衡,达到了对非对称液压机机架优化设计的目的。