基于腹足动物运动原理,提出一种能在脉动流场中稳定可靠运行的介入机器人。考虑到流场及在其中运动的介入机器人会发生相互影响,笔者在数值分析流场对机器人冲击力的基础上,对机器人外形结构进行优化,并对流体冲击下稳定运行时所需的机器人与管腔间的切向阻力进行定量分析。为分析通过磁流变液固化后机体与管壁间由于啮合产生的最大切向阻力是否足够抵抗流体的冲击,建立生物管腔内壁表面特性模型,实验研究机器人与管壁间间切向运动阻力影响因素。

针对高转矩磁流变液装置结构复杂及使用场景受限等问题,提出了一种电磁挤压的多盘式磁流变液传动方法,利用励磁线圈通电后产生的电磁力对磁流变液进行挤压,使其在传递高转矩的同时,装置的结构更加简单紧凑。利用Maxwell和Abaqus对装置进行了磁场及结构场有限元分析,计算得到了不同输入电流下磁流变液的剪切屈服应力、电磁力以及各工作间隙内磁流变液所受挤压应力;分析了磁流变液在受到挤压强化后的剪切屈服应力,并计算得出装置所能传递的转矩。对比实验表明:利用电磁挤压,磁流变液的传动性能显著增强,在3 A输入电流、7 241.4 N电磁力时,相较于未挤压状态,装置传递转矩提升了约78.6%。

以海洋平台用Q690高强钢的热处理工艺开发为背景,在不改变材料成分的前提下,根据Q-P-T热处理新工艺,将普通高强钢的屈服强度和抗拉强度进行有效提升。利用软件对钢板的油淬和Q-P-T热处理工艺的温度场进行模拟,得到不同热处理工艺下温度随时间的变化规律,并通过模拟并比较不同热处理工艺下材料的组织成分和含量,确定最佳的热处理工艺。在热处理实验中用不同的热处理工艺处理原始材料,对比不同热处理工艺下材料的力学性能。实验验证得出,经Q-P-T工艺处理后的钢板的强塑积相对于其他工艺有较大的提升。研究结果表明Q-P-T钢组织由马氏体、残余奥氏体和弥散析出的碳化物组成,这些组织对提高钢的强塑积具有重要的意义。

汽油机工作时辐射的噪声有很大一部分是由齿轮、风扇等旋转机械部件产生的音调噪声，在定量评估用户的主观偏好性时，需要考虑音调噪声的负面影响。然而，研究中发现Aure’s音调度与主观偏好性的相关性很低，不足以充分反映音调特性对主观感受的影响。详细地分析了Aure’s音调度的数学模型，找到了Aure’s音调度与主观偏好性的相关性低的原因，依据音噪比（TNR）能更好地表达噪声中音调分量所占的能量比，且与主观感受的相关性较好，提出基于TNR对Aure’s模型进行改进，建立了一种改进的音调评估模型。结果表明，所提出的改进模型在汽油机声品质研究中有足够的相关性，提高了音调度模型的准确性。

欠驱动机构运动学和动力学约束不完整，机构运动具有不确定性，欠驱动机构引入柔性运动副后可利用其弹性反力一定程度上弥补动力学约束的不完整，但其运动的确定性仍与机构的初始状态和柔性运动副刚度有关。针对该问题，以含有柔性移动副的平面二自由度欠驱动机构为研究对象，提出一种运动学、动力学求解的数值迭代算法，力求通过求得运动和动力约束方程的确定解来研究该类机构的运动确定性。首先，建立机构的运动学、动力学模型，然后，利用MATLAB对该机构进行求解，得出了不同初始状态下机构能够实现确定运动的最佳刚度范围，最后，通过多组数据分析得出了最优驱动力矩与柔性移动副刚度之间的拟合曲线。

由于杆长制造误差等因素的影响，水下探测基阵的扩展机构在扩展运动时会产生位置误差，导致换能器描点轨迹的偏差，影响探测性能。以某水下扩展机构为研究对象，基于封闭矢量法和误差独立作用原理建立了杆长误差下的水下扩展机构位置精度分析模型，研究了实际扩展过程中8个杆长误差及输入角度误差对水下扩展机构输出位置的误差影响，探索了一种杆长误差下的机构运动学分析方法，提出一种在不同加工精度下换能器描点运动轨迹的描述方法。

针对集成经验模式分解(Ensemble empirical mode decomposition,EEMD)在轴承故障特征提取中的问题,提出一种混合故障诊断方法。首先,将“形态滤波-平移不变量小波”作为EEMD的前置滤波器,实现对原始信号中窄带脉冲和随机噪声干扰的有效消除;其次,针对本征模式分量(Intrinsic mode functions,IMFs)中真实分量的选取问题,提出一种轴承振动信号EEMD分解的筛选规则,即计算各IMFs和原信号的自相关函数并作归一化处理,然后计算各IMFs自相关函数和原信号自相关函数的相关系数,以最大相关系数的一半作为阈值剔除虚假的IMFs,与此同时保留第1和第2阶IMFs,从而实现对EEMD的改进。仿真和实验轴承故障诊断研究表明了该方法的有效性,方法的优点在于将“形态滤波-平移不变量小波”作为集成经验模式分解的前置滤波器,可有效去除故障轴承振动信号中的窄带脉冲和随机噪声干扰;本文的...

为预控双重螺旋法加工螺旋锥齿轮的啮合性能,研究了相对位置误差对双重螺旋法加工齿轮副接触性能的影响。根据螺旋锥齿轮副啮合接触原理,通过数值计算得到齿面离散啮合点分布位置,采用有限元法对不同相对位置误差条件下的齿轮副进行齿面啮合加载接触分析,得到了在不同相对位置误差条件下齿轮副传动误差、接触区位置及形状、法向接触力。结果表明,螺旋锥齿轮的传动误差和法向接触力均对小轮安装距误差较为敏感。通过滚检实验得到了齿面接触区位置和接触压力,验证了有限元分析结果。

基于滚动轴承动力学理论，建立考虑较大负加速条件下的圆柱滚子轴承动力学微分方程组，采用预估-校正的Hilbert-Hughes-Taylor（HHT）变步长积分算法求解其动力学微分方程组。在此基础上，提取减速阶段滚子与保持架的碰撞力和角速度作为滚子与保持架有限元接触模型的边界条件，研究保持架材料、轴承结构参数和工况参数对保持架应力的影响。研究结果表明：轴承在稳定工作阶段时保持架应力主要由离心力产生，但在停止阶段保持架应力主要由滚子与保持架间碰撞力产生，且是稳定工作阶段应力的数倍；在相同工况条件下，相对于青铜保持架，钢制保持架的安全系数更高；随着润滑油供油温度的升高，保持架应力呈现先减小后增大的趋势，存在一个最佳的润滑供油温度使保持架应力最小；应合理地选择径向游隙、载荷和润滑油供油温度以降低轴承...

以某电动汽车电池模组为对象，研究了模组放电倍率、汇流排接触面积和电流I/O位置等设计参数对模组温度场电场的影响。通过对温度场分布的分析，考察了设计参数对电池单体和汇流排的温度变化、温度的均匀性以及二者之间热交换情况的影响。研究表明：电流放电倍率不仅对温升影响较大，还会影响汇流排和电池单体之间的热交换，高倍率电流充放工况下电池发热应该考虑汇流排电热效应的影响。接触面积和电流I/O位置会对电池单体温升、度均衡性以及电流均衡性产生不同程度的影响。