为探究旋转唇形密封的失效机制,综合考虑流体、微凸体、弹性变形和温度对旋转唇形密封的影响,构建旋转唇形密封多场耦合模型,并基于多场耦合模型与关键点更新策略提出混合润滑状态下旋转唇形密封的磨损退化模型仿真方法。通过设计故障模拟试验,将试验结果与仿真结果进行对比,验证了仿真方法的有效性。结果表明:唇形密封件在初期磨损速率较大,之后趋于平缓;唇尖处接触压力最大,磨损速率最大。

飞机液压泵为飞机操纵、起落架收放和刹车提供高压能源,其安全性和可靠性至关重要。针对飞机液压泵二维退化可靠性评估问题,构建了基于液压泵微观表面混合润滑的转子-配流盘摩擦副和轴尾密封副的摩擦磨损退化模型,基于统一随机过程模型描述2个性能指标的退化规律,利用Copula函数表征二维性能退化的相关关系,使用贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗法得到其考虑二元相关退化模型的未知参数估计,进而对飞机液压泵进行了可靠性评估。通过液压泵回油流量及轴尾密封摩擦力矩2个性能退化指标的实际退化数据,验证了所提出的理论和方法。结果表明,考虑2个性能退化指标相关的退化模型有效提高了可靠性评估及寿命预测精度。

航空液压泵寿命长且寿命期大多在外场使用阶段,仅使用内场试验数据无法得到准确的寿命估计指标。而液压泵外场使用观测数据具有多种不确定性,且与内场施加的载荷谱不一致,亟需寻找有效的信息融合方法将内外场数据进行有效利用,以实现精准的液压泵寿命估计。本文提出失效物理与外场数据调制融合的寿命估计方法,通过构建混合润滑多场耦合液压泵失效物理模型,将其性能退化用随机过程描述;采集外场动态测试数据,用粒子滤波将动态外场数据调制更新到物理退化过程,基于最优重要性粒子采样消除外场观测数据的不确定性影响,通过正则变换重采样解决样本粒子枯竭问题,将失效物理与外场数据有机融合实现航空液压泵准确的寿命估计。试验结果表明本文提出的方法能够有效提高航空液压泵的寿命估计准确度。

针对盾构机等大型设备用双斜式轴向柱塞泵故障诊断中滑靴磨损故障特征信号易被湮没的问题,提出了一种基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法。首先,考虑到双斜式柱塞泵滑靴磨损会造成轴向、径向两个方向的振动,对发生滑靴磨损故障下的泵的力学特性进行分析,确定了敏感频率范围;其次,考虑到故障信号易被湮没,将轴向和径向的振动信号分别进行小波包分解,进而得到轴向和径向的振动信号的能量谱,并将轴向与径向敏感频率范围内的

踝关节假肢作为人体医学假肢的重要组成部分,按其作用原理分为被动式假肢、半主动式假肢和带有主动驱动的主动式假肢。主动式踝关节假肢具备主动驱动能力,同时通常包含能够产生弹性以及形成能量反馈的机构,可以显著地改善截肢患者的行走舒适性。根据人体生物力学分析,提出了主动式踝关节假肢的总体方案,设计了基于电静液作动原理的主动式踝假肢驱动系统,设计了假肢整体机械结构,并完成了假肢整体的力学性能与运动学仿真。相对于传动的机电系统或液压系统驱动的主动式踝关节假肢而言,采用电静液作动器驱动的主动式踝关节假肢具有功率密度高、噪声低和状态切换快速平滑等优势。

针对动态滑模变结构控制策略，研究了一类带有参数不确定项的非线性系统的变结构控制问题。分析了在未知扰动下的三阶非线性系统的输出调节问题，证明了基于李亚普诺夫稳定性理论意义下的动态滑模变结构控制律的稳定性，该控制律能使系统快速达到滑模状态，保证了系统误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的不敏感性，最后给出的仿真实例证实了理论分析结果的正确性。

针对EHA（电动静液作动器）作为多学科复杂产品在单一软件环境下不易精确建模的特点，借助MATLAB／SIMULINK中新增模块库SIMSCAPE的部分功能组件，提出一种新的建模方法。根据虚拟试验仿真系统中控制性能试验的要求，逐步建立控制律、永磁无刷直流电机、液压系统等各组成部分模型，并进行电机调速试验和液压系统参数整定。在MATLAB下建立完整的机电液复杂产品模型，为虚拟试验系统下一步的模型调用和协同开发提供了有力的支撑。仿真试验结论表明，该模型具备良好的各项控制性能指标，基本接近实际物理样机的工作情况。

将机械零部件应力和强度随机化，可以描述其随时间的动态变化过程，依据应力一强度干涉理论，将可靠性作为零部件设计目标，从而实现机械零部件的性能与可靠性一体化设计。利用ProENGINEER的二次开发技术和MFC技术，开发了可靠度计算软件，并将此软件作为辅助设计模块，与ProENGINEER系统进行集成，形成基于可靠性的产品一体化设计平台。实例表明，基于随机理论的机械零部件可靠性一体化设计方法不夜可以满足应力一强度和可靠度要求，而且可以保证具有成本最优。