提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。

电动轮车辆交-直-交动力传递系统中,交流电动机与柴油发动机扭矩-转速曲线匹配是需要解决的重要内容。基于变频调速和矢量控制技术,通过对电动轮车辆外特性曲线的分析,结合三相交流发电机和交流电动机的工作特性,对电动轮车辆交流传动系统控制进行研究,采用交-直-交方式实现对电动机的交流传动控制。设计基于TMS320LF2401A的硬件控制系统等比例小功率交流传动试验,对交流控制系统进行检验,通过对轮边交流电机相关参数的分析。结果表明通以解决柴油机与交流电动机的转矩匹配,而且系统具有更高的效率,为下一步整车设计提供参考。

电传动自卸车作为重要的大载重量运输设备，当其在较高的车速下制动时，传统单独的机械制动已不能满足需要，而电制动作为重要的制动形式在此种工况下发挥重要作用，是车辆安全性运行的重要保证。根据电制动器的结构特点和功能特征，以某自卸车1700V／200A电制动器设计与实现为依托，对电制动器进行电路和软件设计及调试。在电制动器的研究中，按照电动轮车辆电气传动系统的功率级别，选择高可靠性的大功率电力电子器件，设计并实现了一款能够满足研究车辆功率需求的1200V200A制动器系统，该系统也基于32位DSP处理器和CAN总线。搭建电传动系统试验台，通过电制动器实验证明可以实现设计的全部功能，并且其功率已经可以满足研究车辆的电气传动系统中电制动器需要，为实车试验及同类产品设计提供参考。

电传动车辆下坡缓行时，能量流向与牵引工况正好相反，若能适当的通过控制发电机让其当作电动机使用，则可以实现部分制动能量的回收再利用从而降低燃油消耗。针对此，采用一种整流逆变模块，实现能量双向传递，发电机当作电动机用，实现车辆在下坡时发动机被反拖，由怠速被拖至高转速。通过适当简化，建立柴油机反拖制动功率计算数学模型。在模型中没有采取其他增加摩擦功率的措施，发动机摩擦功率消耗主要有活塞与缸壁之间的摩擦损失，以及活塞环的漏气损失，计算结果表明摩擦损失功率随转速升高而升高。通过搭建发动机反拖实验平台，设计两种不同的实验方案，发动机熄火状态启动和怠速状态启动发动机反拖两种方案，分别获得两种方案下柴油机反拖时真实的制动功率；制动功率的数值可以在实车进行发动机反拖时提供参考数

为解决发动机舱过热问题，对桌前置客车发动机舱的流动特性进行数值模拟计算。并通过换热器风阻特性实验及客车内外流场试验，验证仿真模型的正确性。通过分析发动机舱重要截面的温度场和速度场，找出机舱内的温度异常点及流场分布不合理的地方，分析产生热回流及进风量较小原因，提出改进方案。通过前移冷却模块和在格栅处增加导流板可有效减少热回流、增大进气量。仿真结果验证改进方案可有效降低发动机舱整体温度。仿真模拟在车辆前期开发过程中起着重要作用可以缩短开发周期，节省开发成本。

齿轮表面涂层是提高变速器齿轮疲劳寿命的有效方法。本文中基于非线性有限元法、传热学和涂层摩擦学理论,将轮齿之间摩擦产生的热视为热源,采用摩擦磨损试验机获得涂层表面的摩擦因数,精确计算稳态条件下涂层齿轮的摩擦热流密度和对流系数;运用ANSYS有限元软件,对某7速双离合器自动变速器涂层齿轮进行不同涂层厚度下温度场的数值仿真,揭示了涂层摩擦因数、转速和转矩等参数对齿轮稳态温度场的影响;采用红外热成像仪在齿轮动力循环加载试验台上测试了不同工况下的齿轮表面温度。结果验证了仿真模型的准确性,并表明,涂层后齿轮摩擦因数的减小可有效降低齿轮的最高本体温度。本研究为变速器齿轮的抗胶合和表面改性设计提供参考依据。

针对在重型卡车运行中，由于横向振动的影响使得联接车架与货箱的销轴磨损严重，对二者之间的关系及影响因素进行研究。根据多体动力学理论，建立车辆的横向振动模型，以此为基础搭建系统的数学模型，分析不同因素对磨损的影响。分析结果可知：由于车辆后桥所受路面激励的作用，车辆横向加速度较大即振动较为明显，致使磨损比较严重；车辆的载重和速度对磨损影响较大；轮胎的刚度、阻尼即结构间的摩擦系数对磨损影响较小。并通过试验验证了理论分析，可知后桥与货箱在铰接处存在着频繁的轴向相对滑动。研究分析为设计工作提供依据，对提高零部件的使用寿命提供参考。

通过对EHPS系统的研究，建立了系统主要模块的数学模型，并基于AMESim／Simulink软件平台构建了EHPS系统的仿真模型，通过创建S函数实现AMESim和Simulink接口互连，从而实现联合仿真。同时将自制的EHPS系统装在矿用车辆上进行验证试验。仿真计算与试验结果的对比分析证明了仿真模型的合理性，可达到期望的精度，为EHPS系统的工程开发提供了理论依据。