针对当前双缓冲系统特性研究不足,严重制约凿岩机冲击功率提高的现状,考虑岩石动力学特性和应力波的透射与反射,建立以冲击为输入的应力波传递模型,获取了钎头凿入位移和缓冲活塞回弹速度。考虑油液压缩、油液泄漏、阀口压降等因素,建立了包含缓冲活塞、缓冲阀、缓冲蓄能器以及连接管路的双缓冲系统耦合模型。设计现场凿岩实验,同步测试了冲击系统和双缓冲系统腔内压力,验证了数值仿真模型的正确性。在此基础上,分析了双缓冲间隙对缓冲活塞运动规律和一、二级缓冲腔压力变化规律的影响。仿真结果表明,双缓冲间隙存在最优范围,如若设计不当,会影响系统的响应速度,引起极高的压力峰值,甚至造成系统空蚀的发生。

辛几何模态分解方法(Symplectic Geometry Mode Decomposition,SGMD)存在特征信息分布过于分散问题、Autogram方法中的最大重复离散小波变换(Maximal Overlap Discrete Wavelet Packet Transform,MODWPT)存在特征提取能力不足问题,针对上述两问题,提出了基于SGMD-Autogram的新方法。对实测液压泵多模态故障振动信号进行SGMD分解;针对分解后产生的特征信息分布过于分散问题,提出基于最大无偏自相关谱峭度法,筛选含有丰富运行特征信息的模态分量为数据源,进而取代MODWPT,实现最优故障特征提取;对数据源进行阈值处理,并基于频谱实现对液压泵故障的诊断。通过对比分析仿真和实测液压泵斜盘故障振动信号,验证了该方法可以有效地诊断斜盘故障。

在城市交通中,车辆频繁的加速和减速会引起车身俯仰振动,从而导致乘坐不适,甚至晕车。基于粒子群算法的类天棚控制和PID控制,研究一种阻尼连续可调的抗俯仰液压互联悬架系统。建立包含制动系统、轮胎和液压互联悬架系统的半车模型;分析液压互联悬架刚度阻尼特性和阻尼阀孔径对车身俯仰角平顺性的影响;设计类Skyhook和PID控制器,采用粒子群算法整定控制参数;利用Simulink和Amesim联合仿真模拟直线制动工况,分析平顺性优化效果和制动安全性。结果表明,与被动悬架相比,半主动抗液压互联悬架有效地提高车辆的平顺性。

针对经典液压悬置集总参数模型无法准确反映固定解耦式液压悬置动特性的问题,分别提出了一种新的液压悬置集总参数模型和一种经典液压悬置集总参数模型的修正模型。两种模型中均考虑了解耦膜刚度对上液室体积柔度的影响,前者将解耦膜显式等效为一弹簧,增加了解耦膜刚度和等效泵吸面积两个参数;后者在经典集总参数模型基础上,根据解耦膜刚度对上液室体积柔度进行了修正,具有更简洁的表达形式。然后使用有限元分析方法辨识了解耦膜刚度和等效体积柔度,以及其余集总参数。最后将辨识得到的集总参数代入模型中后仿真计算发现,考虑解耦膜刚度以后,两种集总参数模型均可准确地预测固定解耦式液压悬置的动刚度和滞后角,而传统液压悬置的集总参数模型无法准确反映该类型液压悬置动态特性。

提取对故障敏感的特征信息是提高液压泵状态评估准确性的关键;由于目前变转速工况下液压泵故障的敏感特征信息严重匮乏,导致评估准确率偏低;为此,针对液压泵滑靴磨损故障,提出角域烈度特征的新概念和新的特征提取方法。该方法利用阶比分析方法将时域非平稳振动信号转换成角域平稳信号,依据振动烈度的定义和频域计算方法,得出角域平稳振动信号的单边幅值谱和谐波频率,由此推导出三种振动信号类型(位移、速度和加速度)的角域烈度特征因子计算公式。以液压泵滑靴内边缘磨损故障为例,在变转速工况条件下提取故障振动信号的角域烈度特征因子,通过与阶次能量特征因子进行定性与定量分析比较,证实了角域烈度特征因子对滑靴磨损故障的劣化发展具有更强的敏感性。

针对液压互联悬架在单一的综合性模式下无法实现车辆全局工况最优,设计了一种具有舒适性、安全性和馈能性三种模式的液压互联馈能悬架,在改善车辆行驶平顺性及操纵稳定性的同时回馈振动能量。以路面激励频率作为悬架各模式切换阈值,基于恒流控制方法,设计了多模式控制系统,并得到了各模式下最优电流值。以正弦路面和随机路面为例,对所设计的三种工作模式下的悬架性能进行了仿真分析。结果表明,与综合性模式相比,液压互联馈能悬架在舒适性模式下车身加速度减小10.77%,安全性模式下轮胎动载荷减小17.43%,馈能性模式下理论馈能功率提高19.48%。为验证仿真有效性,试制了悬架原理样机并进行台架试验。结果表明,所提出的三种工作模式能兼顾车辆的平顺性、操稳性和馈能特性。

基于充足样本的多个设备元件导致多任务学习网络规模庞大,轻微和严重的跨元件零样本问题难度大。在多种样本量(充足样本和零样本)下,针对基于充足故障样本的多元件诊断网络规模过于庞大问题,引入MicroNet方法对多任务学习网络进行轻量化处理,然后利用热重启余弦退火算法优化上述网络,提出一种多任务轻量化学习网络模型,改善多任务学习网络的准确率和效率。针对更高难度的跨元件零样本问题,引入元学习方法进一步改进上述MT-MN-CA,进而提出一种改进多任务轻量化学习网络模型,解决轻微和严重的跨元件零样本问题。通过实测液压泵和滚动轴承故障验证所提两个网络模型的有效性和优越性,试验结果表明所提网络具有很高的实时性和准确率。

研究了输入未确知条件下的参数识别、荷载反演问题.根据激励的周期特性,运用统计平均的思想,构造出一类时域识别反演算法.数值算例表明,该算法的参数识别精度高,且具有很强的噪声适应能力和初参数选择鲁棒性.将本文算法与全量补偿算法有机会结合,可更好地解决在旋转动力设备周期激振力作用下的结构参数识别及荷载反演问题.

鉴于螺纹在涂胶前后或涂不同种类防松胶、施加相同拧紧力矩时产生的螺栓预紧力差别较大，对空间光学遥感器装配中常用防松胶对螺纹连接预紧力影响进行定量试验研究，结果表明，在螺纹上涂硅橡胶D04（L）与不涂胶相比，相同拧紧力矩时螺栓预紧力减小50％～70％；涂厌氧胶乐泰243、相同拧紧力矩时螺栓预紧力增大46％～98％。某类防松胶使用前需对其对螺纹连接预紧力影响进行定量测试，据测试结果调整螺栓的拧紧力矩达到预期预紧力；在对预紧力精确控制的连接区域，力矩扳手紧固方式不再适用。

由轮齿接触分析以及轮齿承载接触分析计算出考虑安装误差的轮齿啮合刚度,建立了考虑时变啮合刚度激励、啮合冲击激励和齿侧间隙激励的人字齿轮系统十二自由度啮合型弯-扭-轴耦合非线性振动模型。以某船用单级人字齿轮副为实例,研究了多载荷下人字齿轮左端啮合副周向的振动特性,结果表明,外载荷的增大使得啮合刚度激励和啮合冲击激励下系统的振动均增大,且啮合冲击激励对外载荷的敏感性高于啮合刚度激励,而齿侧间隙激励下系统的振动则随着外载荷增大而减小。同时,啮合冲击激励对系统振动的影响随着载荷增大而增大,而啮合刚度激励和齿侧间隙激励则随着载荷增大而减小。