薄煤层综采工作面空间狭窄,环境恶劣,针对薄煤层综采工作面地形环境,设计了一种四摇臂结构的履带式巡检机器人辅助工人完成日常检修工作。由达朗伯原理和牛顿—欧拉方程,建立了机器人在越障前和越障爬升过程中的动力学模型,分析得到了不同地面摩擦系数和前摇臂倾角对主驱动电机输出力矩的影响规律,该规律可为该结构的机器人越障前的前摇臂倾角动作规划提供参考,同时为驱动电机的合理选型提供理论依据,有利于提高巡检机器人的越障性能。

针对薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的问题,采用离散元仿真方法对滚筒装煤过程进行研究。在UG中建立滚筒模型,利用颗粒流离散元软件PFC3D,建立模拟煤壁模型,将滚筒模型导入,形成滚筒、煤壁的组合仿真模型。通过顺转和逆转装煤对比实验,得出滚筒逆转装煤效率比滚筒顺转装煤效率高9.3%左右。通过正交实验,得到了叶片螺旋升角、滚筒转速、牵引速度三因素对滚筒装煤效率影响的显著性和最佳取值。仿真研究结果对薄煤层采煤机滚筒的设计具有一定的指导意义。

为了进一步了解薄壁圆柱壳的振动特性，提出了一种间接测试薄壁圆柱壳振动应力的方法。首先利用谐响应分析方法计算获得了结构在不同基础激励幅度下的振动应力和响应；然后通过最小二乘法得到“振动应力-响应”关系曲线，建立了两者的数值表达式，明确了间接测试其振动应力的理论基础。最后通过实例对此方法进行了验证，结果表明此间接测试方法具有较好的测试精度。提出了薄壁圆柱壳振动应力间接测量的方法及流程，并对其中的关键环节，如Rayleigh阻尼的确定以及基于实验数据的有限元模型的修正方法进行了详细论述，可以为薄壁圆柱壳振动应力的测试问题提供一种新思路。

利用有限元分析软件ABAQUS,构建管材推弯有限元仿真模型,并利用推弯实验验证有限元模型的正确性。通过以椭圆率、管壁减薄量、弯曲回弹角度为指标的多指标正交实验方法,研究了相对弯曲半径（管材弯曲半径与内轮模直径的比值）、硬化系数、推弯长度、摩擦系数、推弯速度、芯棒深入长等主要影响因素对管材推弯成形质量的影响,并构建多指标正交实验矩阵分析模型,综合评价得出主要影响因素按灵敏度绝对值的排序及其最佳组合,为提高管材成形质量提供理论依据。

为了使袋装液体自动包装机封口机构转动臂尺寸参数设计的更合理精确以降低材料成本，借助CreeParametric建立了包装机封口机构转动臂的三维模型，通过CreeSimulate对转动臂进行了静态分析，使用局部灵敏度分析得出了影响转动臂承裁性能的主要设计尺寸，利用全局灵敏度分析得出了主要设计尺寸对模型的综合影响。并且以转动臂质量最小化为目标函数，采用二次规划优化算法对转动臂进行了结构优化，得到了转动臂最优的结构设计参数和外形。优化后转动臂总质量减小了66．7％，达到封口机构轻量化的目的。

在包装机上设计了一种适用于纸塑复合袋（双层袋）的八杆机构式灌装开袋装置,实现了黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋的同步开袋和封袋,从而解决了双层袋灌装包装生产线设计中如何同步开袋顺利灌装难题。研究了八杆机构式灌装开袋装置特点,分析了八杆机构优化设计的方法,建立了以机构相位角最小值为目标函数的优化模型,运用MATLAB确定了八杆机构设计尺寸,在ADAMS中建立了虚拟机构模型并进行了运动仿真;当机构运转时,得到了末端连杆角度-时间曲线,符合黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋同步开袋和封袋的设计要求,验证了优化设计结果的合理性,对多杆机构装置的机械设计提供了一定参考价值。

对传统火工包带式星箭分离装置存在的缺点进行分析,采取非火工解锁方式来改进传统装置存在的缺点。根据对包带式星箭分离非火工解锁装置的调研,按照不同的驱动方式,分为熔断解锁装置、电子驱动解锁装置、电机驱动解锁装置和记忆合金驱动解锁装置4种类型。分别介绍了4种不同驱动方式装置的工作原理、工作性能和优缺点。根据现状提出4点建议,做出预测和展望。最后得出结论,电机驱动装置和记忆合金驱动装置以可重复性和响应快更具优势。

为了提高机油冷却器的散热效率从而降低机油温度以保证发动机润滑系统的可靠性,以波纹板式散热器为研究对象,采用遗传算法对波纹板的结构参数进行了目标优化,采用计算流体动力学的方法模拟了散热器内部的流场和温度场的分布情况,并对优化结果的有效性进行了模拟验证。仿真结果表明：波纹板的节距、高度、倾角对流体的流动和换热具有重要的影响;当波纹节距为13.7mm、波纹高度为5.2mm、波纹倾角为49.5°时散热器的工作性能最佳,并且随着雷诺数的增加,TPF的值先增大后减小。通过试验测试验证了遗传优化算法和CFD仿真结果的准确性,研究方法对波纹板式散热器的优化设计具有实际的意义。

针对现有摆线针轮传动偏心距选取的缺点与不足,根据RV减速器摆线针轮传动中短幅系数与偏心距的关系,建立了以获取最大承载能力为目标的偏心距优化模型,并探讨了一种优化设计数值求解方法,获得了优化偏心距值.然后又创建了摆线针轮传动多体接触的有限元模型,并对偏心距优化前后的接触性能进行了计算机模拟仿真分析,结果表明偏心距优化后的摆线轮与针齿之间的接触应力降低了12.6%左右,进一步论证了优化后的摆线针轮传动系统具有更大的承载能力.这为摆线针轮的性能优化设计提供了一定的参考价值.

为了研究摆线铣削加工方法下影响工件表面微观形貌的主要因素，采用不同切削参数进行了铣削加工实验，并结合功率谱密度法对获得的表面数据进行了更加全面的分析表征。实验结果表明：采用摆线铣削加工方式时，较大的径向切削深度有利于功率谱密度值降低，保证表面质量的同时，提高加工效率；每齿进给量和主轴转速分别和表面轮廓间距、加工振动联系紧密，影响表面凸起和缺陷；加工表面的主要频率分布能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。