建立了轴颈存在椭圆误差的滑动轴承转子系统动力学模型,通过求解雷诺方程计算出油膜力和轴承的承载能力,着重分析了椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失、承载力系数以及端泄流量的影响,并根据稳定性临界转速得到椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失、承载力系数以及端泄流量的影响曲线。研究结果表明当偏心率小于0.2时,椭圆误差对滑动轴承转子系统的能量损失影响明显,当偏心率大于0.2时,椭圆误差对系统能量损失影响较小;随偏心率的增加,承载能力系数增加,椭圆误差越大,增加速率越小;同一系统中偏心率增加,轴承端泄流量增加,当偏心率大于0.6时,随椭圆误差的增加,系统端泄流量增加速率呈增大趋势。

为了进一步提高深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)在轴承故障诊断中的可靠性和稳定性,对深度学习(Deep Learning)中的一些关键技术进行了研究、借鉴以及改进。具体地沿用传统DNN中被广泛用于无监督学习的去噪自动编码器(Denoising Auto-encoder,DAE)进行特征提取,使得特征提取过程不再依赖于先验知识;然后对传统DNN中的DAE进行稀疏化处理,使得特征的提取更加合理、准确;并在DNN中引入核函数运算形成多核结构,提高诊断结果的可靠性以及鲁棒性。最后通过具体的实验,与传统DNN、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)等故障诊断方法相对比,来最终反映基于稀疏化DAE的多核结构DNN在轴承故障诊断领域更优越的正确率与稳定性。

起重机是广泛使用的起重设备,而起重机箱型梁的重量占起重机总重的一半还要多,起重机箱型梁结构的性能影响到整个起重机的性能,故对其进行合理的优化设计是很必要的。文章依据有限元理论和拓扑优化思想,以30t双梁桥式起重机箱形梁为研究对象,选用固体各向同性微结构(SIMP)材料插值模型,建立体积为约束柔顺度最小化的优化模型,采用OC准则求解得到最优拓扑结构,对拓扑优化中出现的棋盘格现象和网格依赖性选择灵敏度过滤进行处理,并通过编写的MATLAB程序实现箱形梁的拓扑优化,使箱形梁结构整体刚度得到提高。

为了更好的提高侧进风袋式除尘器的分风均匀性并降低袋室运行阻力,以分风屏的布局,开孔率为研究对象,通过拉丁超立方实验,径向基神经网络模型(RBF)与退火模拟算法(ASA)和序列二次规划法(NLPQL)的组合优化算法,在Isight集成优化平台上,对其完成了协同优化。结果表明优化模型与原模型相比分风均匀性改善了10.17%,阻力降低了3%;分风屏能有效减少迎风面滤袋的气流速度,提高滤袋寿命;采用组合优化的方法能为侧进风袋式除尘器研究设计提供有效参考。

为了提高四轮转向汽车的操纵稳定性,提出了一种基于分数阶PID横摆角控制策略。通过控制汽车实际横摆角速度与理想横摆角速度差值,优化汽车操作稳定性相关评价指标。分析了汽车四轮转向系统的动力学特性,利用MATLAB/Simulink建立了基于分数阶PID横摆角控制系统。通过对该系统进行数值仿真,获得了汽车操作稳定性各评价指标的响应曲线,将其与其他控制策略下的相应曲线及前轮转向系统的相应曲线进行对比,结果表明采用分数阶PID横摆角控制策略,四轮转向汽车的质心侧偏角基本为零,横摆角速度与前轮转向汽车的横摆角速度基本一致,其操纵稳定性得到了提高。

设计合理的普通空心圆柱滚子,虽然可以大幅度降低轴承的接触应力,改善或消除接触应力的“边缘效应”,但对于降低等效应力意义不大。为了解决这一问题,提出了一种新型空心圆柱滚子,根据接触力学理论,利用有限元软件ABAQUS,合理建立了新型空心圆柱滚子轴承的有限元分析模型。结果表明设计合理的新型空心圆柱滚子可以很好的解决滚动体与滚道接触时的等效应力“边缘效应”问题。研究结果为新型空心圆柱滚子轴承的设计开发提供了理论依据。

设计的弦乐器自动演奏机器人,通过分析人类在弹奏乐器时的动作特点,根据仿生学原理设计演奏机构,完成各演奏机构的运动学和动力学分析,并根据结论选用适当驱动形式。演奏机构分为压弦机构、拨弦机构和消音机构,通过Pro/e三维仿真后,由3D打印机打印完成。根据系统设计要求,选取气动系统作为拨弦机构和压弦机构的驱动装置,选取步进电机和微型伺服电机(舵机)作为平移机构的驱动装置。通过测试,所设计的机器人能准确无误的完成演奏要求。

以YJSW315双涡轮液力变矩器为研究对象,采用三维流体数值计算分析方法,结合束流理论深入研究了叶片安放角与液流角之间的关系,探讨一级和二级涡轮叶片安放角的优化方案。研究表明,将一级涡轮叶片进口安放角变为64.5°,出口安放角变为25.9°,二级涡轮叶片外环进口包角变为78°,内环进口包角变为78°,进口安放角变为136.4°,出口安放角变为39°时,变矩器在低转速比(i=0.225~0.45)下运行的效率提高了3%~5%,启动工况变矩比由3.91提高至4.23。研究结果对YJSW315双涡轮液力变矩器的进一步优化改进具有较大的指导意义。

针对离合器从空滑进入滑摩临界点对应的轴向压缩量与汽车起步抖动之间的关系进行了分析,提出了通过调大离合器由空滑进入滑摩临界点的轴向压缩量来解决起步抖动的方法;对离合器结构参数与离合器由空滑进入滑摩临界点的轴向压缩量之间的关系进行了分析,提出了通过改变离合器波形片结构和改变离合器摩擦片尺寸来增大离合器空滑进入滑摩临界点的轴向压缩量的措施,解决了汽车起步抖动问题。以某型号汽车为例,对提出的措施进行了应用验证。

为了实现无人机从特定方向接近和打击目标点,同时实现航迹最短、规划时间最少,提出了基于启发点引导D*算法扩展的航迹规划方法。分析了航迹规划的约束条件,建立了无人机各威胁因素的区域模型和概率模型,将威胁因素模型叠加至三维环境中,得到了无人机工作的等效三维环境模型;分析了D*算法在具有方向约束航迹规划中遍历搜索和回退扩展的缺陷,提出了启发点引导D*算法扩展方法;给出了启发点的产生方法、启发方案的选择方法、启发点的切换策略等。经过仿真验证,同时使用D*算法、蚁群算法、启发点D*算法进行航迹规划,启发点D*算法规划的航迹最短,算法耗时最少,证明了启发点D*算法在有方向约束航迹规划问题中的有效性。