为准确预测驱动桥桥壳焊接结构疲劳寿命,建立了包括焊缝在内的驱动桥桥壳有限元模型。基于主S-N曲线法对桥壳焊接结构在右侧推力杆台架疲劳试验条件下的疲劳寿命进行预测,并与试验结果对比分析,验证了主S-N曲线法的准确性与先进性。然后利用Miner损伤原理选用90%可靠度的曲线计算实测载荷谱下桥壳各个焊缝150万公里行驶里程下的累积损伤,识别出疲劳薄弱位置。最后依据焊缝结构应力分布规律和刚度协调的原则,提出了提高焊接结构疲劳寿命的优化方案,结果表明,改进后薄弱的位置的累积损伤均降到1以下。

设计了Co-Re化学气相沉积一体化系统,采用两个升华室,分别以Co(acac)_2和Re_2(CO)10为前驱体,通过运载气体H_2输运至反应室,在速射武器身管钢基体上(0CrNi2MoVA型钢材)同时沉积Co原子和Re原子,生成Co-Re合金抗烧蚀涂层。Co-Re化学气相沉积一体化系统包括机械系统和控制系统。介绍了系统的原理和构成,着重介绍了一体化系统的五个温控系统设计以及各个控制元件的连接和操作。经过初步的测试表明能够给Co-Re涂层的形成提供合适的温度与气压,并且结构简单、制造成本低,此系统能够用于Co-Re合金涂层的制备与研究。

谱减法及其各种改进是语音增强的常用方法,但在船舶工作环境中,各种设备巨大而又持续的干扰噪声影响了语音信号段的正确检测,从而导致谱减法失效,为此,在分析语音信号与船舶背景噪声信号序列复杂性基础上,提出基于信号序列样本熵的语音信号检测算法,算法将含噪信号进行分帧后首先计算每帧信号的样本熵,并根据自适应预设阈值对信号进行初始判断,然后利用信号通常持续一定时间的连续性,对信号初始判断进行平滑,得到信号的最终判别类别,在语音信号段正确检测基础上,采用谱减法进行停驶噪语音增强。经过实测实验数据的验证,环境噪声信号的辨别准确度为90.33%,语音信号为95.05%,算法取得了较好的判别精度。

针对现今高楼玻璃幕墙的清洗问题,设计了一种双轮驱动多吸盘玻璃幕墙清洗机器人的爬行机构,建立了机器人的动力学模型。首先分析机器人的受力情况并确定了其安全吸附条件,然后基于Newton-Euler方程建立了满足机器人安全吸附条件的运动方程,最后利用MATLAB软件对机器人进行动力学仿真,分析了机器人吸附力和驱动轮驱动力矩,其仿真结果验证了动力学模型的正确性,同时验证了机器人具有在平滑壁面上稳定移动的能力。通过动力学分析,为机器人的结构优化和运动控制提供了理论依据。

为研究同一特征单元不同孔壁厚、不同冲击速度和不同压板重量对六边形铝蜂窝共面力学行为及缓冲性能的影响。采用数值模拟的方法,基于ANSYS仿真计算分析来研究孔壁厚为0.05mm、0.1mm、0.15mm六边形铝蜂窝材料分别在3种不同速度、8种载荷下共面冲击力学行为及其变形方式。得到不同参数下六边形铝蜂窝材料在不同冲击速度下的动态冲击行为中的力学特性曲线趋势和走向基本一致;得到不同孔壁厚下的三种变形方式。类比3种不同孔壁厚、同应力下其缓冲性能,得出C-σ_m曲线,为后期进一步研究铝蜂窝结构缓冲特性及其优化提供了理论基础。

针对总线条件下具有双通道多包传输的短时变时延汽车发动机分布式控制系统,提出了一种基于改进蝙蝠算法的发动机故障检测观测器优化设计方法。首先将双通道多包传输短时变时延系统建立为具有模型不确定性的切换系统。然后将残差信号对噪声信号和故障信号的传递函数比值作为适应度函数,通过改进蝙蝠算法对该适应度函数进行优化得到最优观测器增益矩阵,使得该故障检测方法不仅能够抑制噪声,而且对提升对故障敏感程度(而且能提升对故障检测的敏感程度)。最后将该方法在分布式控制系统半物理平台上进行仿真,仿真结果表明相比较于传统鲁棒故障检测来说,提出的方法能够不仅能够抑制噪声信号,而且可以放大故障信号,从而提高了故障诊断的正确率,降低了虚警率.

在滚动轴承故障诊断过程中,针对非故障敏感特征的干扰以及冗余信息的问题,提出一种基于ReliefF与标准差的故障敏感特征选取方法,从原始特征集中选取出对故障状态敏感度高的统计特征用于故障识别与分类。针对高维特征集,提出一种改进邻域保持嵌入的特征降维方法,实现对高维特征集的低维表示,并提升低维特征集的判别性能。最后,基于支持向量机构建故障诊断模型,采用变工况下12种轴承故障数据来验证所提出方法的有效性与适应性,实验结果表明,所提出方法能够提高故障诊断准确率,并具有较好的适应性。

为了解决混合动力汽车预测能量管理策略中工况预测不准确的问题,探索研究了基于工况预测的能量管理策略。首先基于模型预测的方法分别建立了多阶马尔可夫和神经网络的预测模型,对工况进行预测;在此基础上提出模型预测能量管理策略的方法,利用动态规划作为其滚动优化部分对混合动力整车的能量进行优化分配。通过仿真计算表明,基于神经网络的工况预测方法具有较高的精度,能够满足使用要求;同时基于神经网络的模型预测能量管理方法能够逼近动态规划算法的最优性,而且具有一定的实时应用潜力,为后期实车能量管理策略的实时应用打下基础。

微型晶体谐振器封装设备是一条小型化智能生产线,实现微型晶体谐振器上盖与底座的智能封装工艺。为优化设备的工艺流程及生产平衡问题,在对该设备进行初步布局及工艺流程设计的基础上,首先基于生产线理论生产节拍计算公式,初步求出设备期望生产节拍;其次基于Flexsim工具建立设备的三维仿真模型,得到瓶颈工位;再次基于精益生产及遗传算法提出生产节拍优化方案,并重建设备仿真模型,依据设备生产线平衡评价指标选取较优方案;最后样机验证设备布局与生产节拍设计的合理性与正确性。

为了探究轻质材料在铁路客车上的应用,达到车辆轻量化的目的,提出一种碳纤维复合材料(CFRP)一系圆弹簧。基于传统钢圆弹簧的基本结构,采用CFRP替代钢材料,设计了一种新型一系圆弹簧。根据GB/T1239.6标准对CFRP圆弹簧刚度进行仿真分析。在此基础上,建立高速列车多体系统动力学模型,并对钢圆弹簧和CFRP圆弹簧的车辆稳定性、平稳性和安全性进行对比分析。结果表明CFRP圆弹簧的车辆稳定性、平稳性和安全性指标值与钢圆弹簧基本保持一致,但其质量降低了80%,表明将轻质材料应用到圆弹簧设计中具有可行性,可为其在高速列车圆弹簧上的应用提供指导。