针对目前铁路电气企业中产品技术状态信息分散、完整度低、数据一致性难以保证的问题,研究了适合铁路电气产品的技术状态管理方法,构建了技术状态管理过程模型。依据铁路电气产品研制过程,建立了产品需求基线、方案设计基线和最终产品基线,分别对产品的需求、设计和实体的技术状态信息集中管理。针对技术状态更改的需求,建立基于PDCA模型的技术状态更改控制模型,以保证产品数据的一致性。最后在某铁路电气企业的PDM平台上建立了技术状态管理系统,实现了对铁路电气产品的数字化技术状态管理。

针对六自由度切削机器人工作中的特点,首先利用切削机器人三维模型获取其动力学参数,建立了切削机器人动力学模型;其次分析了机器人的工作空间与任务空间,以及二者的相对位置关系;最后在动力学模型的基础上利用遗传算法得到任务空间在机器人工作空间的优化位姿,并对核心优化算法进行了调试和验证。运用MATLAB得到了机器人各关节驱动力矩、角位移、角速度和角加速度随时间变化的情况,基于仿真结果验证了切削机器人动力学优化的合理性。

为了研究不同分流比及入口速度对内锥式水力旋流器分离性能的影响,应用计算流体动力学(CFD)软件Fluent进行数值模拟,对比了不同分流比及入口速度条件下内锥式水力旋流器的切向速度、轴向速度、压力损失以及分离效率等。研究结果显示逐渐增大分流比后,旋流器的综合效率先增大后减小,当分流比调节到20%时,内锥式水力旋流器的分离效果最好、综合效率达到最大。逐渐增大入口速度后,旋流器的分离效率呈现先升高后降低的趋势,当速度为11.1 m/s时,旋流器的分离效率最大,表明分离效果最好。

以多体系统动力学为理论基础,在动力学分析软件ADAMS中建立了火箭整流罩分离模型,对该分离机构模型进行动力学仿真计算与分析,得到了分离机构的动力学仿真计算结果。对整流罩和箭体分离过程中的速度和角速度进行分析,比较各个载荷随时间的变化情况,结果表明分离火箭推力对分离机构在分离过程中速度和姿态的变化影响最大。

基于多体动力学和虚拟样机建模方法,以某半挂车式锚泊车为例,建立了其动力学模型,对锚泊支腿在不同工况下的受力进行了仿真分析,获得了锚泊车工作过程中各支腿的最大受力值,并根据支腿受力情况对整车稳定性进行了分析。研究结果表明,锚泊车4条支腿的受力均大于0,锚泊车稳定性良好。

对民机数字化装配现场生产计划优化进行研究,结合企业已有的生产现场管控系统采集影响装配生产效率的关键因素信息,将多个目标进行归一化处理,构建多目标民机装配生产调度模型;针对民机数字化装配现场管控的实际情况对遗传算法进行改进,并在其中加入退火过程,设计出改进的遗传与模拟退火的混合算法,对多目标民机装配生产调度模型进行优化计算,并以某民机装配企业为例,进行仿真与求解。

为解决激光打孔在烟支周边区域出现灼烧痕迹且烟支通风度的标准差过大的问题,通过对激光器衍射光学元件的工作原理进行分析,建立了光束分析模型,推导出现有条件下光阑与镜片距离、镜片焦距、消杂光光阑通光孔径、±1级衍射光衍射角等主要参数的数学关系。根据推导结果,优化了消杂光光阑的安装位置及其与镜片的距离,消除了打孔光束外的其他级次衍射光束能量。结果表明优化后的烟支在线打孔整洁均匀,烟支通风度偏差由3.48%降低到1.45%,有效提高了烟支通风度的稳定性。该研究对消除杂光影响、提高烟支激光打孔质量具有一定的实际应用意义。

为了设计出光储微电网系统中布局合理的储能舱,首先介绍了储能舱的结构尺寸及内部电气拓扑图,然后对一体式空调、逆变器及磷酸铁锂电池规格进行计算选型。提出了一种电池架居中放置,同时对发热量较大的逆变器进行隔离,实现风道内外循环分离的布局。在此布局下,利用icepak软件模拟在户外高温制冷和低温制热环境下储能舱正常运行时的内部热环境。分别从电池架区域和逆变器区域的空气温度及流速对仿真结果进行分析,同时通过定量分析法来评判电池架布置的合理性。仿真结果表明,新的布局能够有效解决舱内空气流动不充分,电池局部温度过高的问题,人机舒适性好,为户外储能舱的结构设计提供了一条合理的解决途径。

针对目前气动雾化喷嘴结构复杂、雾化液滴不均匀等问题，基于气动雾化机理，设计了液相通道直径为0.5mm、1.0mm、1.5mm的3种型号气动雾化喷嘴，以自来水为试验工质，利用相位多普勒粒子测量仪，通过试验探究了气液比、液相通道直径以及液相压力对于雾化形成的液滴粒径和雾化角造成的影响。试验表明，随着气液比及液相压力的增大，液滴粒径逐渐减小，雾化角逐渐变大，雾化效果趋好。

注采过程中经常出现套管变形事故,套管外围岩的力学参数因注采而发生变化是引发事故的主要原因之一。为准确描述岩石的本构关系以便向套管改进设计及变形分析提供理论支持,以水敏性泥页岩为例,在考虑岩石含水率变化的前提下,建立泥页岩应力增量方程,完善岩石类材料的应力增量关系,修正水敏性泥页岩本构方程,并据此分析含水率对岩石强度的影响规律。研究结果表明：考虑含水率的修正岩石本构模型,可以分别得到加载、中性变载和卸载时泥页岩的本构方程;水敏性泥页岩本构关系的含水率拐点随岩体基本质量级别的提高而增大,质量级别从Ⅴ～Ⅰ的水敏性泥页岩含水率拐点取值范围分别为0、0.01～0.07、0.07～0.14、0.14～0.22和0.22～0.30。