依托15.03 m超大直径泥水盾构机管片拼装的需求,结合汕头海湾隧道管片及密封挤压力的参数,分析回转直径为9.2 m的超大惯量管片拼装机负载分布与变化情况.根据分析结果优化了拼装机伸缩机构的结构尺寸,有效降低了伸缩机构的最大摩擦力;针对拼装机超大惯量变负载工况速度稳定控制的难点,设计管片拼装机回转液压系统,通过AMESim仿真分析变负载工况对系统的响应性能和速度稳定性的影响.研究结果表明,伸缩机构伸缩油缸的侧向摩擦阻力与导向套长度负相关;设计的液压系统不仅能够实现较大范围的调速要求,而且速度控制稳定可靠,能够有效降低负载交变对回转速度稳定性的影响.

提出将通用的插值补充格子Boltzmann方法(GILBM)应用于非均匀网格进行计算气动声学研究.通过顶盖驱动方腔流、低雷诺数圆柱绕流算例验证GILBM数值模拟方法的正确性.在此基础上,将该方法应用于高斯脉冲传播、周期性声源传播、二维圆柱绕流的气动噪声计算.研究结果表明,GILBM方法可以在非均匀网格上较好地模拟高斯脉冲及周期性声源声波的传播过程,计算结果与解析解较吻合.GILBM方法能够模拟非均匀贴体网格下的圆柱曲面边界由于涡脱落造成的气动噪声的产生和传播过程,可以较好地捕捉到近场及远场的声压传播.圆柱绕流声学特性呈现出偶极子现象,计算结果与参考文献较吻合,证明采用GILBM方法在非均匀网格中模拟声传播问题的正确性及求解气动声学问题的可行性.

利用动网格技术和滑移交界面技术，研究侧风条件下加速超车过程对车辆气动特性的影响，开展两辆厢式货车超车过程的三维瞬态数值模拟.研究结果表明:主超车和被超车的侧向力系数和横摆力矩系数均随着侧风速度的增大而增大，侧风速度越大，两车的操纵稳定性越差.与匀速超车过程相比，加速超车过程使主超车的侧向力系数增大，被超车的侧向力系数减小;加速超车过程对主超车侧向力系数的影响幅度大于被超车.通过分析匀速超车过程和加速超车过程z=1.4 m截面上的压力云图和流线图，得到2种工况下侧向力系数变化的主要原因.

对压力伺服阀的啸叫问题进行仿真与试验分析,验证了滑阀级回油液阻增大会引起伺服阀啸叫.基于机电系统分析软件AMESim建立压力伺服阀完整的仿真模型,对比分析仿真与试验的动静态特性曲线,验证仿真模型的正确性.分析滑阀级不同的回油液阻对衔铁组件中弹簧管振荡幅值的影响;剖析产生自激振荡的条件和本质原因;探究伺服阀内部振荡的传递路径.研究发现,伺服阀滑阀级回油液阻的变化,会引起力矩马达衔铁组件的自激振荡,通过合理优化滑阀阀芯回油间隙可以避免这部分伺服阀振荡啸叫;通过增大滑阀至喷嘴腔容积也可以切断振荡传递以消除伺服阀振荡啸叫.

为了解决机构在一定输入范围内需要输出常力的问题,提出在一般初始位形下,空间曲柄滑块机构（RSSP）空间柔顺常力机构的建模与参数优化方法.建立机构柔顺关节的变形量与机构无量纲几何参数的关系.运用虚功原理,建立机构输出端与外部环境接触力与柔顺关节的扭矩的力学模型.以接触力采样点相邻差值和的方法表征接触力波动特征的大小,建立起表征接触力波动的目标函数.优化得出一般初始位形下的空间柔顺常力机构的无量纲化结构参数.设计出实验装置,测得实际输出接触力.结果表明,实际接触力围绕着理论接触常力在5%以内波动.

对不同负载、不同流速下圆柱振子所受流体升力、振动位移及发电机输出电压进行测试,分析能量传递和转换过程中的流体升力和动力响应特征,以及升力系数、位移幅值、转换功率及效率随流速的变化.结果表明,位移幅值和响应频率受负载电阻的影响较小,发电机输出电压、输出功率及能量转换效率受负载电阻的影响较明显,随负载电阻的变化为非单调;当负载电阻增加到一定值时,其对升力的影响变得非常小.升力特征随约化速度的变化而变化.当约化速度小于5.0时,升力频率成分较为单一,频谱只有一个谱峰,其脉动曲线的正负幅值较对称;当约化速度大于5.0后,出现了倍频成分,使正幅值明显大于负幅值.

旋转机械设备发生滚动轴承故障的早期,受环境噪声影响,故障特征轻微.为了有效提取滚动轴承的故障信号冲击特征,以时频分析为基础,结合信息熵理论,提出一种频带多尺度复合模糊熵的故障诊断方法.与模糊熵相比,基于方差的频带多尺度复合模糊熵可以定量地表征非平稳信号的数据信息,抗干扰性强,更好地反映出不同频带分量在时间轴上的变化特性.引入自适应带通滤波器,成功实现对微弱故障的特征提取和故障识别.仿真分析和实验结果表明,提出的方法较传统滤波方法在降噪抑制方面效果更好,能够快速识别滚动轴承的冲击特征.

为了研究旋转向量(RV)减速器中非线性因素对系统动态特性的影响,以集中质量块代替各部件,以弹簧连接表述各部件间的关系,采用达朗贝尔原理和微位移思想,建立简化的5自由度纯扭转RV减速器动力学模型.对模型动力学方程进行坐标变换和无量纲化处理,并采用结合时间离散法的龙格-库塔法求解此非线性时变方程,得到系统在启动和稳定过程中各部件的动态响应曲线以及整体传动误差和对应频谱图.研究传动过程中多种非线性因素对系统动态特性的影响,并搭建RV减速器动力性能综合检测实验平台,得到在输入轴转速为10r/min,行星架负载为30Nm情况下的系统传动误差和对应频谱图.实验结果与理论结果较为一致,说明纯扭转模型建立和求解正确,为RV减速器动力学发展提供一定理论基础.

频繁的创伤、肿瘤切除等引起的骨缺损导致人们对人工骨的需求大大增加,可降解人工骨越来越受到研究人员的重视.结合课题组在过去5年的研究,回顾骨修复材料的背景和发展现状,总结无机骨修复材料（生物活性陶瓷）和骨修复支架的制造方法,尤其是基于增材制造（3D打印）的方法.重点阐述3D打印可降解人工骨用于骨组织修复及再生在力学性能、成骨性能、降解性能和生物活性等几个方面的研究现状,并对可降解人工骨的未来发展方向作了展望.目前人工骨定制已经从简单的形状定制逐步过渡到骨性能定制,人工骨的个性化定制将是今后的研究重点.

为了监控飞机液压系统的工作状况与液压油的性能,设计飞机液压含气量检测系统,介绍检测原理和组成.利用误差传播法,逐一分析影响测量精度的关键因素,得到系统的综合测量误差,满足设计要求;为了模拟含气量检测系统的工作条件,搭建测试试验台,通过Hypermesh仿真分析试验台结构的可靠性.通过密闭性能试验与气体状态试验,验证系统理论设计的正确性.重复性试验的数据表明,含气量检测系统的原理正确性、测试精度与理论分析相符,满足要求.通过温度实验,探究温度对航空液压油含气量的影响.完成应用在C919型号铁鸟台的飞机液压系统的试验,样机成功通过上海飞机设计研究院的验收.