针对潜水器浮力驱动系统液压泵工作压力高,电机功率、舱体壁厚大等问题,本文提出一种压力补偿式液压浮力驱动方案。利用舱内油囊、预充气体和舱外油囊体积的协调变化,配合中低压双向齿轮泵吸/排油,实现浮力主/被动调控及舱内压力随水深的自动补偿。分析了系统的特性参数,研究了初始参数(预充压强和预留空腔体积)对舱体内外压力变化规律及调节次数的影响。研究表明,通过对舱体内压力调控,理论上舱体壁厚减小75%。从总调节次数最少角度考虑,确定了预充压强为8 MPa,预留空腔体积为1002.6 mL时为最佳初始参数。本研究成果为深海浮力驱动系统提供了一种设计方法。

针对电液比例溢流阀存在最小调节压力,难以满足液粘调速离合器液压系统的低压工况需求的问题,本文提出了变转速液压泵与电液比例溢流阀联合控制的压力控制策略。分析了泵阀联合控制系统模型,在低压时采用泵控,高压时采用阀控,中间采用逻辑硬切换;列写控制油腔流量连续性方程,以流量和压力作为反馈进行压力控制,设计液压泵的滑模控制器,采用Lyapunov稳定性理论证明所设计的滑模控制系统的稳定性;搭建液粘调速离合器测试实验台,比较PID和滑模控制算法对液压泵的压力控制效果。实验结果表明基于液压泵与电液比例溢流阀协同作用的控制策略可以扩大压力调节范围;相对于PID,滑模控制具有很好的鲁棒性,并且可以提高压力控制精度。

传统的一阶线性叠加的气动力模型不再适用于现代高机动性飞行器的非定常气动力建模,为了考察更高阶的气动力模型对非定常迟滞效应模拟的适用程度,本文采用自主发展的求解器,分别计算了NACA0012翼型在跨声速来流条件下做单自由度强迫沉浮、俯仰以及沉浮/俯仰两自由度耦合运动的非定常气动力的变化规律。然后在Etkin气动力模型的基础上,探讨了不同类型的高阶的气动导数在非定常气动力建模中的作用。研究结果表明:将Etkin气动力模型中升力和俯仰力矩对迎角的导数项由一阶拓展至二阶就可以较为精确地重构出翼型在强迫运动各阶段的非定常升力和俯仰力矩。

开发了一个基于断裂力学理论的工程构件分析和评估的专家系统原型。系统能够对组合气缸、压力容器、旋转构件及焊接构件进行Ｋ，ＣＯＤ和Ｊ积分评定，并能对大型铸锻构件进行断口形貌转变温度ＦＡＴＴ评定，为工程技术人员进行工程构件设计和分析提供了一种快速实用的工具，可大大节省设计及评估的时间和人力。在对大量领域知识、设计评估方法和专家经验归纳总结的基础上，建立了相应的知识库、数据库及其管理维护子系统；构造了一个

研究了弹性力学变分原理各类条件完备性.经过深入分析,并应用对合变换,表明弹性力学变分原理各类条件完备性具有2种含义:1)弹性力学变分原理的先决条件和驻值条件一起构成适定的微分方程组;2)弹性力学变分原理的先决条件、补充条件和反映的规律一起正是弹性力学全部基本方程.应用弹性力学变分原理各类条件完备性研究了最小余能原理、广义变分原理和组合变分原理中的有关问题.应用变分原理各类条件的完备性理论,可以检验变分原理的正确性、判定变分原理的种类,对建立新型变分原理具有指导意义.

由宏观塑性耗散势出发，得出多孔材料的屈服函数，它类似Ｌａｄｅｔ和Ｄｏｒａｉｖｅｌｕ模型。由Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ单轴拉伸模型和相关联流动法则给出描述多孔材料的幂硬化本构关系。在平面应变条件下，得出裂纹尖端的渐近场。场具有Ｈ．Ｒ．Ｒ奇异性，Ｊ积分守恒。场的分布和韧性依赖材料常数α，它描述在变形中体积变形与形状变形之比。所得结果，在特定条件下与前人研究结果一致。这些结果为多孔材料结构的设计和韧性

为分析冷剂自然循环系统的运行特性，采用分相模拟方法建立了系统的稳态仿真模型，该模型由蒸发器、冷凝器及管路系统模型组成．在质量守恒、动量守恒、能量守恒方程的基础上，进行数值求解，得出了自然循环的制冷量随室外温度与机组冷剂充灌量的变化曲线．计算结果表明，自然循环的制冷量随室外气温的降低而增加．当蒸发器的出口处制冷剂恰好变为饱和蒸汽时，此时的冷剂充灌量可使系统制冷量达到最大值．将理论计算结果与实验数据进行对比，证实了仿真数学模型的可靠性，为冷剂自然循环系统进一步的性能评价和优化设计提供了可靠依据．

为研究热变形对齿轮传动特性的影响,本文推导出了渐开线齿廓上任一点沿啮合线方向的热变形量计算公式,并在此基础上研究了热变形对齿间载荷分配系数、传动误差及齿廓修形的影响。提出了热弹耦合条件下齿廓分段修形和连续修形两种方式,并得到两种方式下修形量的表达式;分析了按两种不同方式进行修形后的载荷分配系数和传动误差。研究结果表明：分段修形可以很好地保持啮合过程载荷分配系数的连续性,消除载荷突变,减小传动误差的波动,使绝对误差趋于恒定;连续修形载荷分配系数连续,载荷突变消失,单齿啮合区稍有增大,误差波动较分段修形增大。本研究可以有效降低齿轮传动过程中的振动噪声,具有一定的应用价值。

针对大型装备电液系统非线性、负载时变等特点,建立了阀控非对称缸液压系统动力学模型,构建了基于等效负载的系统分段切换模型。提出了统一切换控制策略,对切换控制律进行修正优化,将切换控制增益等效为一个常量和一个切换分量,通过调整切换分量实现各子模型的切换,进一步简化控制算法。仿真和实验对比了不同参考速度时,固定负载和变负载情况下系统速度响应特性。结果表明采用统一切换控制可使系统的速度响应稳态误差保持在0.2 mm/s的范围内,证明了统一切换控制可以提高时变负载作用下系统速度响应精度和稳定性。

为了适应水陆两栖机器人的复杂工作环境,提出一种同时拥有直线驱动和转动驱动的串并混联四足步行机器人。将串并混联机器人腿部机构简化为2UPU-UPR并联机构,并运用螺旋理论分析该并联机构的自由度特性,Y方向的位置和Z方向的姿态是影响机构运动的两个独立变量。推导出了2UPU-UPR并联机构的运动学反解及其速度雅克比矩阵,并根据速度雅克比矩阵分析了该机构的三类运动学奇异位形,2UPU-UPR并联机构没有运动学反解奇异,但是存在四种运动学正解奇异和两种混合奇异。通过对该机构组成的四足机器人进行直行步态规划,验证了机器人的运动稳定性;对一简单实例进行了单腿机构运动学仿真,分析其输入输出变化关系。研究结果可为机构的进一步动力学分析与应用提供理论基础。