针对混合动力机车电气间内部通风散热系统难以细致优化的问题,采用场协同原理分析电气间内部流场散热性能。首先,采用数值仿真的方法分析电气间内部热流场。之后利用场协同原理,优化内流场风道结构及功耗元件分布结构,使电气间内速度场、温度场与场协同角余弦场峰值尽可能匹配,提高散热效果。结果表明,将其内部功耗元件错排安置在中间腔体,可有效提高其内部流场协同程度。优化后,三相电感最高温升下降30℃,其他功耗元件平均最高温升下降14℃。最后从熵产的角度对电气间冷却通风系统进行热力学分析,优化后其散热性能明显提高。

以某型航空用空气涡轮起动机滚针轴承失效为例,运用金相分析和损伤检测等方法对其失效原因进行分析,发现轴承在运转过程中受到轴向力作用,使保持架出现轴向窜动,保持架端面与外圈端面接触摩擦,导致保持架承受过大的作用力,从而破碎。更换保持架材料和优化保持架结构,并对优化前、后的保持架进行仿真,结果表明,优化后的保持架强度远大于优化前,其运行可靠性更高。

为改善某民用飞机失速特性欠佳的问题,采用数值计算和风洞试验方法设计了加装在机翼上的失速条,对气动力和流场特性进行分析,并利用风洞试验研究了加装失速条后某民用飞机的失速特性。研究结果表明,加装失速条会降低最大升力系数并改变机翼上的流动分离位置,明显改善飞机的纵向力矩特性和横滚特性。

为提高制造企业的管理水平,设计了基于遗传算法的制造订单多任务资源配置系统。构建了系统总体架构,在执行层中设计Primavera P6模块,使用多任务资源配置单元为各任务分配所需资源。通过三维CAD与PDM集成框架生成任务图纸。利用遗传算法构建制造订单多任务目标函数并进行求解,得到多任务资源配置优化结果,实现资源配置。实验结果表明该系统的多任务资源配置可使工作人员的日工作量降低73%左右;各任务的生产成本与合格数量均符合计划要求,且系统负载均衡性良好。

参考Tricept并联机构,将其动平台替换为一种复合球铰,形成新型3UPS_UP并联机构。分析了该机构的结构模型,并着重介绍了复合球铰的结构及特性。由于复合球铰的特殊结构,不便考虑动平台的姿态,所以将球心设为参考点,可以简化该机构的运动学求解过程。列举了该机构的主要约束,并分析采用的工作空间搜索原理,运用MATLAB分析得到该机构工作空间的三维边界图以及部分截面图。介绍了空间体积的计算方法,并定量分析了主要结构的尺寸与工作空间的关系,为改善该并联机构性能及进一步研究奠定了基础。

针对高层建筑火灾遇险人员逃生困难的现状,基于TRIZ理论创新设计了一款高层楼宇消防逃生梯。该装置以墙面窗架为载体,由上、下消防逃生梯架相互铰接,以人为驱动及梯架自重为动力源,经绞盘内置钢缆收放及滑轮组承接,实现同墙面一体化和外展为逃生梯的可逆机构变形,采用四杆联动机构控制梯架踏板与梯架的同时展开,并附加一可折叠式护栏。该装置可迅速展开形成楼外逃生梯,并将各楼层间的逃生路线联系起来,为逃生人员安全逃离火灾现场提供了可靠条件。

航向载荷是飞机着陆载荷的重要组成部分,受到起落架航向刚度的影响并影响着起落架的设计。对航向刚度进行理论分析,推导出起落架的挠度计算公式,以某型无人机的缩比验证机起落架为研究对象,并用Hypermesh对公式进行了仿真验证。结果显示,有限元软件仿真得到的挠度最大值与公式计算得到的挠度最大值仅相差3.3%。在进行落震试验过程中发现航向载荷存在滞后,在LMS Virtual.lab motion中建立落震试验模型,仿真分析发现航向载荷滞后是由地面载荷测量平台的惯性力引起的,通过测量平台的航向加速度并转化为平台的航向惯性力,叠加到试验数据上可抵消地面载荷测量平台的惯性力。

重点研究了某型飞机常见的油量系统异常告警故障。首先基于对燃油系统供输油原理、物理结构和油量告警机理的分析,建立了故障树,分析和明确了故障原因为油箱密封性问题导致的燃油泄漏。进而通过地面模拟实验,成功实现了故障复现、定位与排除。最后基于历史同类故障事件的分析,对飞机维修和维护中该类故障的规避提出了实践建议。

为了分析研究大型三排滚子轴承的工作可靠性,提出了考虑滚动体修形与轴承游隙的三排滚子轴承承载分析模型。采用组合单元引入轴承游隙与滚动体修形曲线,修形曲线通过离散成组合单元初始间隙体现滚动体与滚道之间的非线性几何关系;采用非线性刚度弹簧组模拟滚动体受力变形,通过赫兹线接触理论计算非线性弹簧组的刚度,体现滚动体与滚道之间的非线性接触力学关系;通过与实体单元模型对比,证明所提出模型的有效性及优势;实现了在考虑轴承结构刚度基础上,分析考虑滚动体修形与轴承游隙的三排滚子轴承承载性能。最后采用所提出的模型对某型号风电机组主轴承进行承载性能分析,为风电机组主轴承的游隙与滚动体修形的设计或轴承整体校核提供了理论依据。

为获得高性能的多组件连接结构件,需要利用优化设计方法确定组件间连接的最优位置。使用降阶模型(ROM)可以大幅降低计算成本,满足优化过程中多次重分析的需要。将Craig-Bampton(CB)方法与本征正交分解(POD)结合,利用POD构造参数变化组件的缩减基函数集合,通过组件的本征正交模态(POMs)获得子结构的降阶变换矩阵,结合动态子结构装配技术,获得整体结构的降阶模型(PCB-ROM)。算例验证结果表明,PCB-ROM的计算效率大大优于传统的CB-ROM,并且能够正确反映子结构参数变化导致的整个结构力学特性的变化,具有良好的计算精度和适用性,可以替代复杂的有限元模型,用于优化设计。