由于各向异性材料的弹性常数随方向而变化 ,这就使通常用于各向同性材料的光弹性贴片法的基本方程失效。本文从光弹性贴片法的基本原理出发 ,给出正交各向异性板内任一点的应力计算公式 ,同时也提出了正交各向异性板厚度效应的修正系数。文中对带圆孔正交各向异性板孔边应力分布做了光贴片实验并与文献 [2 ]中的有关数值解进行了比较 。

基于Hertz接触理论,建立了摆线针轮啮合传动单齿对法向接触刚度模型及等效接触扭转刚度模型。在此基础上,利用有限元方法计算了摆线针轮啮合传动中同时参与接触的针齿数,建立了摆线针轮啮合传动的等效接触扭转刚度模型,应用Matlab软件编制了等效接触扭转刚度计算程序。通过算例得出了3种修形组合下的等效接触扭转刚度变化曲线,讨论了3种修形组合下各曲线的变化特征以及等效接触扭转刚度曲线与摆线轮齿廓之间的关系。

采用大型有限元分析程序 MARC/ Mentat32 0对 O形密封圈在“安装”状态和密封流体介质作用下的力学性能进行了分析 ,研究了造成密封圈撕裂损坏及材料松弛的当量 Cauchy应力峰值大小及位置随密封流体介质作用的变化情况 ,以及轴和密封接触面间的接触压力及剪应力分布状态。为重要场合下 O形密封圈的正确选用提供了一种方法。

利用软件ABAQUS建立了O形圈的轴对称有限元模型,分析了其在往复动密封中的密封性能,并对其不同工况下的力学性能进行了研究。结果表明往复动密封中,O形圈主密封面最大接触应力与Von Mises应力的作用位置随运动方向的变化而改变,且大小随时间呈波动变化;速度小于0.25 m/s时,速度对摩擦力与剪切应力几乎无影响;随着摩擦系数、介质压力的增大,摩擦力与剪切应力对速度的敏感性变高;介质压力与摩擦系数对摩擦力与剪切应力影响较大,剪切应力与摩擦力呈同步变化;密封外行程Von Mises应力与剪切应力均大于内行程,更易引起疲劳与剪切破坏;预压缩率增加到一定值时,O形圈在动密封中所受的摩擦力急剧上升,动密封中预压缩率不宜过大。

为实现发动机装配质量的稳定性与一致性,探究发动机装配生产中过程数据与冷试质量数据间的关系,以发动机冷试时缸盖的振动峰值作为切入点,通过灰色关联分析法确定各相关工位螺栓拧紧质量对缸盖高速振动峰值的影响程度,探索对缸盖振动影响显著的因子。通过神经网络与支持向量机模型,实现对生产数据的实时分析以达到发动机质量数据的预测,并将其用于实际生产中冷测试的辅助,指导生产工艺及标准改进,通过修正工艺参数最终达到提高发动机整体性能的目的。

针对二维桁架结构拓扑优化结果面向工程制造的问题,提出了一种桁架拓扑优化结果的特征线（桁架杆件轴线）提取方法。基于渐进结构优化方法（ESO）对连续体结构进行拓扑优化,获得桁架结构的拓扑结构。根据桁架拓扑优化结果提取各拓扑区域的中心点坐标,基于桁架杆件的直线特征对拓扑区域进行区域划分,而后建立各拓扑区域的特征线数学模型。结合各特征线数学模型确定桁架杆件的节点,并引入节点合并的半径区域,建立了桁架各杆件连接节点位置的二次优化数学模型。最终,根据最优的节点位置得到了面向制造的桁架拓扑优化结果-特征线。采用3个经典算例,验证了该桁架拓扑优化结果特征线提取方法的有效性,为后续桁架结构的杆件截面优化提供了基础。

为解决高精密车床主轴回转误差难以精密分离的问题,提出了多步误差分离法。根据误差特性,每步消除单一误差,最后分离得出精确的回转误差。以固接在精密车床主轴端的标准球为直接测量对象,设计一套以三个空间上相互垂直的电涡流传感器为基础的测量平台,对高精度标准球的径向跳动和轴向窜动进行同步测量。基于径向垂直的两个传感器测得的数据,进行预消偏处理,分离出平均偏心距13.1μm。对轴向窜动量和径向跳动量进行对比分析,从理论上探究轴向窜动对径向跳动的影响程度。最后对预处理后的采集数据采用数理统计法进行误差分离,通过最小二乘圆法评定主轴的回转误差,最终得出标准球的形状误差为2.2μm;而在（0-700）r/min主轴实际转速范围内,该主轴的平均回转精度为1.8μm。

针对在采用增减材复合制造技术加工复杂零件时存在的欠工艺规划问题以及工艺规划优化问题,重点提出了一个基于增减材制造的复合加工工艺规划算法,通过执行零件分割、建造方向确定、增减材操作序列建立和操作序列优化4个步骤,最终生成一个时间最优的可行操作序列,能够实现复杂零件的精确加工。并进行了实验案例研究,其结果验证了提出算法的可行性和先进性。

提出了一种新型弹性足式机器人腿部结构设计方法。设计了一种结构简单、响应速度快、抗冲击性强的新型足式机器人腿LCS-Leg（Linkage cable-drive spring leg）。该机器人腿采用弹性连杆机构和线驱动系统,有效降低了腿部惯量和着地冲击力,提高了机器腿的响应速度和减振抗冲能力。使用复数矢量法和D-H方法建立该机器腿运动学模型,基于此模型求解足端运动工作空间,分析了LCS-Leg的越障能力。设计单腿仿真试验平台,对两种不同结构的机器腿进行仿真,对比两者的质心高度、前进速度和足端接触力,验证了所设计机器腿的运动性能。试制弹性足式机器人腿及其试验平台,通过实物样机单腿行走试验,验证了设计方法的有效性,并完成了四足机器人整体结构设计。

设计了一种由多个2R1T并联机构联合组成的飞机机翼支撑平台,该平台各个并联机构的主动支链采用液压互联的方式实现各动平台协同自适应调节,使其具有更好的翼型匹配度。研究了该并联机构基于多评价指标综合约束的尺度综合方法,建立其在不同约束条件下的评价指标,利用单调性分析法,并以各项性能最优的原则,引入统一的比例系数,确定尺度参数可行域。最后结合算例,以并联机构动平台中心的运动偏差率在最大许可范围内为初始目标,进行多评价指标综合约束,确定该并联机构的最优尺度参数可行域。