以电动汽车规模化接入电网为背景,以汽车出行链理论为基础,采用概率论的方法建立了电动汽车充电过程中电网负荷预测模型,并用MATLAB数据处理软件对模型进行了仿真分析。最后按照预测模型,在满足系统功率和电压前提下,根据有效功率最小原则建立了电网重构系统,结果表明重构后的电网供电功率有所降低。

针对老年人在水平地面行走过程中失衡的难题,提出了一种柔性关节驱动的四自由度髋部外骨骼机器人,以辅助老年人在行走过程中实时调节步宽、步长和步频以保持行走平衡。对髋部外骨骼辅助行走平衡控制策略进行研究,根据建立的线性倒立摆模型解算人体行走时的质心位移和速度。基于瞬时捕获点理论设计辅助行走平衡控制策略。通过人体实验验证了所设计的髋部外骨骼和辅助行走平衡控制策略的有效性。

为了解决裸置海底管道因为横向屈曲而受损的问题,通过建立新的带枕木的管道模型,分析先隆起后横向的屈曲模式中的管道长度和径厚比等敏感参数的影响。分析结果表明随着管道长度的增加,临界屈曲温度达到恒定时,位移和轴力仍然变化。径厚比对管道临界温度影响较小,对轴力的影响较大。研究工作为海底管道长度和径厚比的选取提供了理论依据和设计参考。

以卷烟行业切丝机铜排链超高压清洗设备关键部件超高压缸体为研究对象,用双层缩套缸体代替传统的单层缸体,分别应用理论分析和有限元分析方法,对比研究了双层缸体的优化计算结果,验证了两种方法的计算精度。研究结果表明,双层缸体相比单层缸体能够有效降低应力峰值,使缸体内部的应力分布更为均匀,缸体材料能得到更有效的利用,对超高压缸的设计有现实指导意义。

为了减少设计优化中迭代计算花费大量时间,确保能够快速响应、准确给出有限元分析结果,将超单元技术应用在内置换料水箱过滤器抗震分析优化中,对比了超单元方法和传统方法的精度和效率。结果表明,针对过滤器模型,与传统方法相比,超单元方法能够减少95%的计算时间,输出结果文件较传统方法小98%,并且计算精度与传统方法相当。因此在大型复杂结构或模块化结构的优化分析中,可以采用超单元方法节省计算时间和储存空间。

对比开环及闭环突风响应的时域及频域方法,构建单机翼模型,分别采用基于MSC.Nastran的频域分析;基于Zaero的频域分析;基于Zaero的时域分析;对气动力影响系数矩阵有理化处理,对突风激励进行傅里叶逆变换,在Simulink中实现状态空间内的时域响应分析;对传递函数编程分析等分析方法进行比对,给出了不同分析结果的差异及造成差异的原因。结果显示不同计算方法的开环及闭环突风时域及频域分析响应结果基本一致,优化参数后,开环翼梢加速度频域响应值差异低于2.1%,闭环翼梢加速度时域响应值差异低于3.7%。

为提高斜齿轮传动的承载能力,根据共轭曲线的齿廓几何模型,建立了一种基于曲线接触单元的非正交斜齿轮传动数学模型,基于空间曲线啮合关系的接触原理,提出了齿轮副生成方法。以15°轴角为例进行了仿真分析,根据非正交斜齿轮的几何关系和仿真结果,分析了齿廓的根切条件、滑移率和接触应力等特性,同时与渐开线齿轮进行了比较,结果表明相对于渐开线齿轮,非正交齿轮副具有良好的接触特性。最后通过齿轮加工实验验证了所提非正交斜齿轮副模型的合理性。

为了满足大承载、快解锁的飞行器锁紧分离需求,提出了一种基于主被动解锁相结合的飞行器锁紧装置,采用爆炸螺栓主动解锁和二级锁紧销被动解锁的两级锁紧解锁方式,实现飞行器在多任务下可靠固定和解锁分离。该装置具有承载能力大、解锁响应快、结构简单轻便等优势。经过产品设计和仿真试验,结果表明一级锁紧模块承载能力大于78 kN,二级锁紧模块承载能力大于1 kN,一级锁紧模块主动解锁时间小于3 ms,解锁完成后,无多余物产生。

针对管路系统中钢丝网套波纹金属软管因结构布局设计不当而引发调节误差失效、承压失效、结构性失效等问题,结合软管结构特性,从规避结构应力失效角度提出了软管应用布局、变向、自由度及安装方向设计方法;以软管安装端的宜量化装配偏差为基准,提出了一种软管长度设计方法,通过软管轴向及径向安装误差补偿,进行软管建模设计与实际生产尺寸设计,使软管受力自由态最大化,以减小安装应力,提高其使用寿命。

针对汽车总装混流生产过程中如何快速完成新车型工序平衡问题,提出了基于MOD法的标准工时系统。将汽车总装生产线各装配作业拆分为最小单元动素,利用混流线同平台车型装配动素的相似性,提取标准工时基础数据,结合生产线平衡的启发式算法,完成了混流车型生产线平衡调整,最后用实际车型验证了算法的有效性。