为了改善广泛应用的三级同心溢流阀的噪声特性,按照实际阀的结构和参数,建立了锥形主阀内部流场的三维模型,应用计算流体动力学计算软件Fluent,对三级同心溢流阀模型的多种工况进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布图。在可视化分析的基础上对阀芯的结构做了改进,对比了3种结构不同阀的内部流场特性。结果表明,改进结构后流场中漩涡区的分布减小,最低压力得到提高,降低了气蚀和噪声发生的可能性。此研究工作为流道结构的优化设计提供了理论依据。

在振动噪声特性分析的基础上，揭示了振动与噪声发生的机理，并以试验为基础，指出了轴转频对啮合频率的调制影响，同时提出了噪声的控制措施。

基于自由度解耦工装设计方法,设计了具有四个方向同时加载、且四个方向运动独立的四轴球铰磨损实验装置。论述了球铰磨损的道路实验和室内模拟实验的关系,和对球铰进行室内道路模拟实验的方法。利用开发的球铰四轴磨损的实验装置,将采集到的球铰载荷谱作用于球铰上,分别模拟球铰在汽车转向、制动及转弯等工况下的球铰磨损。采用远程参数控制技术对球铰进行磨损模拟实验,在一个可控的环境下了对球铰进行了磨损实验测试,对磨损前后球铰的性能参数进行了进行了分析讨论。结果表明,球铰的磨损性能合格,且所设计的球铰试验台能够实现球铰磨损情况的复现。设计球铰四轴磨损的试验装置所采用的自由度分析方法,相关自由度解耦工装设计方法,可应用到其他零件的多轴加载工装设计中。

薄壁件的精加工阶段,由于刀具悬伸长,工件刚度低,加工中容易发生变形进而引起颤振。因此需要可靠的标准监测加工状态,判断加工参数是否合理。首先,采集加工中包含颤振现象的声压数据,分析颤振发生时域有效值及频域功率谱的特点,对比在不同状态的特征,并以这些特征作为监测的依据;然后,在颤振发生时能量集中频段转移,通过小波包分解后构造出反映这一特征的特征量;最后,以小波变换时频图作为状态判断依据,通过离线分析设定相关阈值,设置多重标准,满足时域有效值和频域占能比阈值要求后计算特征值,判断加工状态。验证结果表明,笔者所提出的方法可以准确识别颤振现象,同时表明声压信号可以反映颤振特征。阈值设定后,即可为后续加工在线监测提供判断标准,避免因加工参数选择不合理时对工件或机床造成损害。

轴承的早期故障信号属于微弱信号,其故障特征提取一直是旋转机械故障诊断的一大难点。笔者将掩膜法引人到局部均值分解(localmean decomposition,简称LMD)分解中,提出了一种基于EMD和掩膜法(mask signal,简称MS)的滚动轴承微弱故障提取方法。由于EMD在噪声背景下分解出的功能分量(product function,简称PF)存在模态混叠现象,很难辨别故障频率的真伪,所以引人了掩膜信号法对LMD分解出的与原信号相关性强的PF分量进行处理,抑制模态混叠现象,提取故障频率。文中以滚动轴承实际故障信号为对象进行分析,通过将掩膜信号法与LMD方法相结合的方式,对存在噪声的故障信号进行处理,将故障频率处的峭度值提高了8倍,同时将信噪比提高了19.1%,成功提取了故障信号,为故障特征提取提供一种新的诊断方法。

针对舰用燃气轮机结构复杂、工作环境恶劣,难以对其状态进行有效识别问题,提出一种基于核主元分析(kernel principal component analysis,简称KPCA)和模糊积分相结合的状态识别新方法’采用专用试验平台对舰用燃气轮机进行试验,获取其不同工况下的高压转子转速、低压转子转速、涡轮后排气温度及机匣振动等I个状态表征参数的原始信息,采用EPCA方法提取其状态表征参数的不同核主元,构建特征向量空间。并由提取的核主元特征向量分别创建GRNN,Elman神经网络状态识别模型,对燃气轮机状态进行识别。在此基础上,采用模糊积分方法对两种状态识别结果进行决策层融合,得到唯一的状态识别结果,提升了状态识别准确率。研究表明,采用核主元分析和模糊积分相结合的方法,能有效识别出舰用燃气轮机健康与故障状态,具有很好的实际应用价值。

针对大部分舵机电液伺服力控系统存在多余力的问题，提出采用双电液伺服阀并联控制，即高响应大流量伺服阀和p-qv伺服阀并联的控制方法。考虑系统的非线性和时变特性，采用了模糊控制与迭代学习控制相结合的控制方法，即一个控制器采用模糊学习控制，另一个采用迭代PI控制。理论分析及仿真结果表明，双阀并联控制方案在舵机启动和停车过程中可以更好地抑制多余力，同时改善了系统的加载性能、非线性和时变特性的影响。

针对某重型双缓冲凿岩机样机存在的冲击无力、机体发热等问题,首先,采用应力波法对样机冲击能进行了测试'然后,对样机进行了综合性能试验,测试了冲击活塞前腔和后腔,换向阀左腔和右腔,以及双缓冲系统一级和二级缓冲腔的压力变化;最后,得到了冲击活塞运动规律,获取了缓冲活塞的平衡位置及缓冲系统的工作状态。试验结果认为,换向阀工作正常、缓冲活塞平衡位置合理,而冲击活塞的打击点滞后于换向完成点,进而导致了样机的冲击无力及机体发热。基于此提出了缩短隔套长度的解决方案,并对改进后的样机进行了试验验证。验证结果表明,冲击无力问题得到基本解决,机体发热问题得到缓解。综合性能试验方法为凿岩机故障排查提供了一种有效手段。

针对传统方法对液压泵故障预测效果不佳的问题,提出了一种基于改进的Newman-Watts小世界-回声状态网络（improved Newman-Watts-echo state network,简称INW-ESN）的故障融合预测方法。首先,对回声状态网络（echo state network,简称ESN）储备池结构进行优化,建立INW-ESN基础预测模型,并重新定义邻接矩阵元素取值,以改善网络预测性能;其次,在此基础上建立故障融合预测模型,利用Dezert-Smarandache理论（Dezert-Smarandache theory,简称DSmT）将INW-ESN预测信息与液压泵性能退化模型信息进行融合,以提高预测精度;最后,通过对液压泵性能退化试验的应用分析,验证了该方法的有效性。

采用液压激振力为驱动力的运动机构方法，将脉动压力引入到注塑成型熔融塑化整个过程。简介了塑化部分结构，分析了螺杆在动态塑化时的轴向受力状况，利用集中质量的方法建立了塑化过程广义螺杆轴向动态响应的物理和数学模型，研究了此种振动装置在塑化过程中螺杆的动态响应。结果表明，在工作频率范围内，随着振动频率增大，螺杆响应振幅减小，低频率激励的振幅放大系数高于高频率激励振幅放大系数，实验结果与理论分析相一致。