以某4×4轮式车为例对基于全液控油气弹簧动态车姿调节关键技术进行研究,指出车辆行驶过程中油气弹簧内的动态油压是动态车姿调节的关键。通过数学建模和仿真分析得出油气弹簧规格、路面等级和车速等参数都对动态油压有影响,且当激励频率为车身固有频率时油气弹簧内的动态油压最大。通过实车试验验证了动态油压模型及计算方法的正确性,指出在进行车姿调节系统设计时需要根据实际情况对动态油压进行校核计算并决定是否安装液压增压装置,从而保证动态车姿调节可靠。

为提高下肢外骨骼机器人的性能,需对下肢外骨骼机器人部分零件进行结构优化。针对下肢外骨骼机器人大腿板,利用拓扑优化方法,将零件的模态数据作为优化依据。首先建立零件的三维模型,将其导入到Workbench软件中进行静力学分析和模态分析,得到大腿板在最大工作载荷处的最大应力和最大应变以及大腿板前4阶固有频率和最大振幅。然后进行开槽处理,将槽宽设为变量,求解出不同槽宽下的模态参数。最后根据固有频率和振幅参数,在满足减重需求和零件强度需求的情况下,选定槽宽的最优值。经开槽处理后大腿板质量减少明显,固有频率有所减小,抗振性能有所下降,但依然能够满足工况需求,且零件的静力学分析也能够满足要求,故验证了拓扑优化的可行性,对下肢外骨骼机器人结构优化具有参考价值。

针对机械系统固有频率的识别问题，提出了基于变分模态分解的固有频率识别方法。首先对机械系统的振动加速度响应进行变分模态分解，得到与该机械系统振动行为对应的固有模态函数；利用希尔伯特变换对各阶固有模态函数进行分析，研究各阶瞬时频率的变动趋势，以确定各阶固有频率。以悬臂梁为例，分别采用基于变分模态分解、ANSYS模态分析、经验模态分解、集合经验模态分解的固有频率识别方法对机械系统固有频率进行识别，分析结果表明基于变分模态分解的模态参数识别方法有较好的识别效果。

模态跃迁会导致人字齿轮功率二分支传动系统的动力学特性剧烈变化,因此,在该类系统的动态设计过程中,必须对模态跃迁现象进行分析。建立了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模型和扭转自由振动微分方程,通过分析计算系统扭转振动固有频率和模态振型,将人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模式归纳为耦合振动模式和分支齿轮振动模式两类模态振型。在此基础上,研究了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动的模态跃迁现象,确定了系统扭转振动固有频率轨迹发生模态跃迁现象的准则:对于耦合振动模式和分支齿轮振动模式,不同类型模态振型之间不会发生模态跃迁,同类型的模态振型之间将会发生模态跃迁。最后,通过实例计算验证了所提出模态跃迁准则的准确性。

高速齿轮转子应用广泛,其动态特性影响着齿轮箱的运转稳定性和可靠性。通过Romax软件,对两种振动异常的高速齿轮转子进行动态分析,得到了两种转子的各阶固有频率,以及轴承支撑参数对各阶固有频率的影响。发现改进前两高速齿轮转子的运行转速接近1阶临界转速,同时在Romax中对轴系结构进行改进,使其工作转速远离临界转速;改进后试验表明,两转子各振动指标正常,齿轮箱运转良好;为高速齿轮转子的临界转速计算提供了一种精确有效的方法。

以声压传感器作为试验模态信号采集的前端输入,对某机载计算机的印制电路板进行了试验模态分析,得出了该电路板的固有频率、振型和阻尼比。克服了传统测试方法误差较大的缺点,为机载计算机的抗振防冲设计奠定了基础。

针对重型车辆在空载和满载工况下载荷差距较大的特点，在传统液压弹簧悬架基础上设计了适合车辆作业要求的两级蓄能器结构的油气悬架系统，建立了液压弹簧悬架与两级蓄能器结构油气悬架刚度和阻尼的数学模型以及单悬架的振动模型，对比分析了在模拟随机路面输入下，悬架在空载与满载工况下的振动特性。仿真与试验结果表明：通过对两级蓄能器参数的合理匹配，能够使悬架系统的固有频率在两种不同工况下基本一致，验证了改进后的两级蓄能器油气悬架在改善车辆行驶的平顺性和稳定性效果显著。

根据车辆液压驱动系统的需要从提高系统工作性能补偿恒压泵的动态误差、负荷波动产生的压力波动与冲击的角度考虑蓄能器的参数配置方法并分析其数学模型得出蓄能器组的固有频率应着重分布在0.2～3 Hz以内构成一个对区间变化压力均有良好吸收能力的可调式蓄能装置或用一组充气压力不同的蓄能器与系统匹配达到对不同压力区间动态波动压力良好吸收的目的.