针对传统大型船舶除锈与喷涂作业效率及质量等级低、环保型性差的问题,提出了一种新型综合机械化作业解决方案。建立了除锈喷涂执行机构气动位置伺服定位控制系统的数学模型,对比并分析了常规控制方法与采用PID控制方法优缺点,利用MATLAB(Simulink)软件对系统做仿真分析研究,获得了喷涂机构气动位置伺服控制内在规律。分析结果表明,在气动位置伺服控制系统中加入PID控制环节,可以实现系统较高精度的位置控制,误差小于±20 mm,满足除锈喷涂作业设计要求。

通过正交实验,研究了不同填料对聚硫代醚密封剂力学性能的影响。结果表明:活性碳酸钙对聚硫代醚密封剂常温力学性能的补强效果最好,影响程度较高;沉淀二氧化硅的加入对聚硫代醚密封剂的拉伸强度有较好的增强效果,但会降低密封剂的扯断伸长率;二氧化钛对聚硫代醚密封剂的补强效果在常温条件下不如活性碳酸钙,但在热空气老化后明显优于活性碳酸钙;酚醛环氧树脂的加入会极大降低聚硫代醚密封剂扯断伸长率,而对拉伸强度的影响相对较小。

为提升四轮驱动AGV运行稳定性,通过建立其运动学模型,获得小车位姿、运动形式与各驱动轮速度的内在关系;提出小车协同运动控制技术,运用ADAMS软件对小车进行运动仿真并分析,验证了该控制技术的合理性;通过分析小车纠偏公式,提出模糊纠偏控制技术,建立小车协同模糊控制联合仿真模型,验证了协同模糊控制技术的合理性;搭建实验样机进行现场测试,结果表明:采用协同模糊控制技术可以使小车轨迹偏差稳定在±10 mm以内,单摆摆角范围在±5°以内,且均优于独立PID控制技术。

为研究不同强度磁场作用下45#钢自配副的磨损机制及磁场强度与磨损率的关系,在不同强度磁场作用下进行45钢自配副的销、盘干摩擦试验,分析销试样的磨损性能及其磨损面的形貌、化学成分。结果表明：随着磁场强度增加,销试样磨损率经历快速减小、缓慢减小和基本稳定3个连续变化阶段,使其由严重磨损转变为轻微磨损的临界磁场强度约为17. 4×10 3A/m;无磁场作用时,销试样磨损面存在犁沟,45钢/45钢的磨损类型为磨粒磨损;随着磁场强度的增加,销试样磨损面发生氧化并生成了Fe2O3,摩擦过程中氧化物剥落形成凹坑,45钢/45钢的磨损类型主要为氧化磨损;磁场增加使销试样磨损面更加光滑。可以得出：一定强度的磁场使45钢自配副摩擦过程由磨粒磨损转变为氧化磨损,而氧化磨损类型对应45钢自配副的轻微磨损。

通过受力分析得到圆锥滚子轴承在寿命与可靠性试验中不同加载方式下的试验载荷。以圆锥滚子轴承32222为例,计算得到不同加载方式下滚子的受力情况,试验结果表明轴承不同加载方式下的失效位置与计算结果相符。

对飞机结构件薄壁高缘条工件加工过程不稳定且效率低的问题,通过Abaqus软件进行有限元仿真分析,构建具有不同加工余量的切削变形分析模型,研究加工余量对薄壁让刀变形量的影响规律;进行薄壁铣削切削速度、每齿进给量、轴向切深单因素试验,测试切削过程振动加速度,观察表面是否出现振纹,研究切削参数对薄壁高缘条铣削振动影响并进行参数优化,然后选取优化的参数分别按照单侧铣和“吃水线”铣方式进行铣削试验,对比分析两种切削方式薄壁振动情况,形成薄壁铣削加工高效稳定切削方案。

增材制造技术是一种先进的智能化制造技术,分析了其“分层—叠加”的制造原理,其制造过程中必然会存在原理性误差,即“阶梯效应”;通过对制造过程的几何分析,建立了表示原理性误差的理论公式,该公式具有普遍适用性;分析了原理性误差与其影响因素—三维模型表面的法向方向、曲率、分层厚度之间的相互关系,为分层提供了理论依据;提出了一种基于三维模型表面几何特征直接对三维模型进行自适应分层的算法,该算法根据三维模型表面的曲率、法向方向以及给定的精度要求来自动的调整分层厚度;并对该算法进行了实验分析,结果表明,该算法满足自适应分层的要求。

针对现有液压挖掘机工作方式中存在大量的无效动作而影响挖掘效率的问题,采用TRIZ理论分析现有液压挖掘机的技术冲突,构建一对冲突特征参数,利用矛盾矩阵,获得对应的发明原理解,运用最优原理解设计了一种复合铲斗机构。通过对创新设计前后工作循环时间的对比分析,从理论层面验证了该创新设计能提高挖掘效率。最后,建立复合铲斗机构的数学模型,在MATLAB进行运动学仿真,验证了复合铲斗在工作过程中不会发生干涉。研究结果表明,基于TRIZ的液压挖掘机挖掘装置创新设计方案具有较高的可行性,提高了液压挖掘机的挖掘效率。