真空管道磁悬浮列车具有超高速、远距离运输的特点,将混合EMS支承应用于真空管道磁悬浮列车中,能有效降低能耗及成本。利用等效磁路理论确定混合EMS支承结构参数,然后建立其三维有限元模型,针对满载稳定悬浮、满载起浮、空载锁死三种临界工况利用ANSYS Maxwell对混合EMS支承进行电磁仿真模拟,得到磁场分布及磁力随电流的变化关系。仿真结果表明所设计的混合EMS支承结构能满足悬浮要求,尤其在平衡位置能以较小的电流实现悬浮,相比传统电磁支承具有能耗低、体积小的优点。

针对泵车变幅液压缸轻量化需求,设计了一种碳纤维复合材料液压缸。主要针对液压缸的缸筒和活塞杆进行了轻量化结构设计,并利用ABAQUS有限元软件对其进行了仿真分析。研究结果表明:对于缸筒,0°铺层可以有效降低缸筒的应力和位移;对于活塞杆,增加90°铺层能够有效提高活塞杆的刚度。同时,相较于金属液压缸,碳纤维复合材料缸筒减重26%,碳纤维活塞杆减重约57%,减重效果明显。

建立了水平方向静电悬浮非线性系统微分方程形式的数学模型，指明了该微分方程的解是振动周期函数．采用物理方法求出了振幅的表达式，并对振幅随初始速度的变化特性进行了仿真，结果表明振幅随初始速度的增大而增大，但不是正比关系．对振动的频率特性进行了一系列仿真研究，结果表明频率与初始条件有关，随着初始速度增大，频率增高．指出了作正弦振动的条件，并求出了正弦振动周期的表达式，周期的理论计算结果与仿直结果一致．所得结论对于静电悬浮结构设计有一宗指导作用．

根据磁力轴承结构特点，分析了各部分零件模型之间的尺寸参数传递，研究了磁力轴承参数化结构设计方法，进而在SolidWorks平台上以Visual C＋＋为工具实现了磁力轴承参数化结构设计，为磁力轴承设计分析软件系统提供了结构部分的解决方案。

设计了磁悬浮支承单元结构，并将其应用于双层隔振系统中。根据该结构和磁悬浮支承与双层隔振的特征，建立了半主动输出反馈的模糊控制器，通过调节磁悬浮支承单元的电流，改变磁力从而获得系统的最佳刚度。仿真分析该半主动控制双层隔振系统与最优被动双层隔振系统在相同复杂信号激励下输出力曲线。另外，还仿真分析了在冲击激励下，系统的输出力曲线。结果表明，半主动输出反馈模糊控制下的磁悬浮支承双层隔振系统的隔振效果与抗冲击特性优于常规最优被动隔振。

运用有限元分析软件ABAQUS对碳纤维复合材料（CFRP）层合板在低速冲击作用下的响应进行了模拟,发现了冲击过程中随着冲击能量的增大,层内最大应力随之增大的现象.实验利用光纤光栅（FBG）传感器受到应力作用后光栅中心波长随应力增大而增大的特性,对埋有FBG传感器的CFRP层合板进行低速冲击响应监测实验,并对解调仪采集的中心波长值进行分析,得到冲击能量与中心波长偏移峰值的关系.实验结果表明：埋有CFRP层合板中的FBG传感器能准确捕捉到瞬间冲击信号,并且FBG传感器中心波长偏移峰值能反映冲击能量的大小,随着冲击能量增大,中心波长偏移峰值增大,层内最大应力也随之增大.