针对某电磁弹射式火箭炮后坐力巨大造成的发射系统结构变形和强度破坏问题,该文应用粘滞流体流经小孔产生阻尼力原理,设计了一种小行程液压缓冲装置。该装置能够在火箭炮允许的弹性变形范围内,以较小的行程实现火箭炮后坐力缓冲。根据有限元方法得到的缓冲行程,设计了缓冲装置的后坐运动轨迹,并推导求解了该运动轨迹下节流孔开口面积的变化规律。通过控制节流孔的开口面积来控制系统流量,以使后坐按照设计的轨迹运动。针对不同的缓冲行程,利用AMEsim和Adams进行了液固联合仿真。结果表明,该文设计的缓冲装置能够实现小行程时某电磁弹射式火箭炮的后坐力缓冲。

针对准流体延期解除保险机构存在的缺陷,该文依据流体力学基本公式、磁流变液相关特性及引信环境参数,在合理假设基础上,建立了引信离心式磁流变液延期解除保险机构延期时间模型,推导出延期时间公式;利用磁导法进行了磁路设计,采用电磁场分析软件Ansoft对所设计的磁路进行数值仿真,通过仿真验证了在此磁路中磁流变液的平时安全性以及工作时泄流可靠性。通过综合分析,提出了一种使用磁流变液替代准流体的新型延期解除保险机构,该机构具有在中大口径引信中推广应用的价值。

该文就悬臂梁受冲击载荷作用形成的超静定问题，利用载荷与位移之间的对应关系，把受冲击系统简化为一弹簧模型，从能量的角度出发，进行了全面的讨论，并给出悬臂梁端各种情况下所对应的动荷系数的求解公式，并对这些公式进行了验算。结果表明，公式正确，这些求解公式对工程中的相应结构可连接应用。

针对具有强非线性特性的气动位置伺服系统,难以建立能较准确反映系统特性的线性化数学模型这一问题,该文提出采用基于"灰匣子"的系统辨识法建立比例流量阀控摆动气缸位置控制系统的数学模型,该方法依据摆动缸两腔压力差动态过程与摩擦力无关的特点,将压力差动态过程近似线性化方程与运动方程相结合,构成三阶状态空间模型,采用闭环定位辨识的方法确定模型中的参数。仿真和实验结果表明:采用该方法建立的数学模型能够反映实际系统的动态特征,所提出的建模方法是可行的。

基于ONERA失速气动力模型,建立二元大攻角失速翼型非线性颤振运动的状态方程,通过龙格库塔法进行数值积分,获得二元翼型的非线性颤振时域响应曲线,并通过二分法寻找到失速翼型的颤振临界速度。仿真预测了半弦长对失速翼型气动弹性的影响规律,计算发现,随着半弦长的值变大,颤振速度会发生突跃,当弦长为0.5 m时,颤振速度最大,发生颤振的难度最大。

高速列车运行产生强交变气动载荷,会导致列车铆钉、螺栓等连接结构件疲劳失效,该文针对高速列车底板铆钉结构的气动疲劳问题,提出底板/铆钉/骨架梁耦合分区气动加载的应力有限元解算模型;采用双向同步导压的差压测量方法,获得了武汉-广州交路的底板结构气动载荷谱,采用雨流计数与累积损伤准则对铆钉结构进行疲劳损伤评估。结果显示,当高速列车运行里程达设计寿命1200万千米时,铆钉结构的疲劳损伤为0.83,其安全系数仅为1.2,应加强对铆钉结构件的检修维护,同时从规格选取、初始拉铆设计和骨架梁-铆钉布置优化出发,提升铆钉强度、降低初始应力、平滑集中应力,以提升铆钉结构的服役性能,确保行车安全。

为了研究飞机在超声速巡航状态下的气动热效果及对机翼进行相应的热防护设计，该文分析了内置隔板和前缘反向喷流2种不同热防护的防热效果。采用Spalart-Allmaras（SA）湍流模型求解Navier-Stokes方程，对NACA23012翼型在不同马赫数下的气动加热进行了数值分析，并对机翼油箱的热防护进行了研究。结果表明:2种热防护的降温及防热效果均会随来流马赫数的增加而增强;翼型的不对称性会导致上下翼面流场特性的不同，从而产生上下翼面热防护特性的明显差异;当来流马赫数较大时，在降低机翼表面温度及油箱热负荷方面，喷流作为主动式热防护的防热效果要明显优于被动式隔板热防护的防热效果;当来流马赫数为3.0，喷流流量为0.0018 m 3/s时，机翼下翼面平均温度可降低约46.7%。

为解决主动力觉驱动器的安全性、稳定性差等问题,研制了一种用于被动力觉再现的新型制动器。该制动器包括一个内置多个旋转盘的壳体,转子与壳体的间隙充满磁流变液。在磁场作用下当磁流变液粘度变大时,旋转盘相对于壳体将受制动力矩作用。建立了制动器的动力学模型,分析了制动器输出力的约束条件,通过研究转子转速反馈算法和输出力矩反馈算法建立制动器的简化逆动力学模型。虚拟力觉再现实验结果显示制动器输出力的动态变化系数大于20,能够高保真地实现肌体组织的柔顺性再现和硬物的刚性再现。

为计算小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间,通过分析其工作时的能量损失,建立其延期解除保险时间模型。通过数值模拟分析修正经验局部阻力系数,确定其新的取值范围。对比小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间的计算值与实验测量值,采用经验公式计算得到的经验局部阻力系数计算时,最小误差为23.32%;采用数值仿真得到的经验局部阻力系数计算时,最大误差为13.47%,误差降低了9.85%。经验局部阻力系数对小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间计算精度影响较大,需对其进行修正。

为了提高插装阀块的设计效率和工艺合理性,提出采用参数化设计方法获得表面液压元件布局和启发式布孔算法优化内部孔道连通顺序。通过建立二通插装阀孔及常用液压元件安装面的设计特征库,结合工程经验实现插装阀块的参数化表面元件布局。基于工程规则提出了内部孔道连通设计及其布孔顺序优化的启发式布孔算法,实现了插装阀块内部孔道的高效连通、顺序优化和设计校核。工程实例表明,孔道路径总长减少68.1%,工艺孔数量减少37.5%。