对于内含矩形小孔的弹性薄板的应力集中问题,传统的解决办法是运用数值计算方法或者保角变换并得到数值解.基于弹性理论和有限元方法,针对矩形薄板的特性建立了具有循环周期性的控制方程,并应用U变换技术,得到具有3个自由度的位移方程,给出级数形式的位移解析解,矩形孔的长宽比是解的一个参数;然后,可以很方便地由结点位移讨论薄板弯曲的内力和应力集中系数.文中给出一个具体的算例,当薄板受到单向弯曲荷载作用时,利用四结点12自由度薄板弯曲非协调单元得到内力的解,并且改变矩形孔的长宽比,讨论了矩形孔形状对于应力集中系数的影响.研究结果表明：当长宽比等于1时,应力集中系数为1.591 1,并且随着长宽比的增大而迅速增大,随着长宽比的减小而平缓下降.

针对太阳能制冷系统缺乏集蓄热装置运行性能的相关研究,建立了太阳能集热、蓄热系统及其各部件的数学模型,以太原地区夏季某典型年某天的气象参数为例,在太阳能喷射与压缩制冷系统中,模拟研究了不同蓄热水箱容积引起的制冷量变化情况.结果表明：蓄热水箱容积的增加会增加制冷系统运行的稳定性,但却导致制冷量的下降;容积的确定还与太阳能喷射与压缩制冷系统的运行策略有关,因此需综合比较确定.最后确定最佳的蓄热水箱容积为0.4m3.该结果对太阳能供热制冷系统的研究具有指导意义.

通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond相变诱导塑性（TRIP）模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了热膨胀、相变膨胀、相变诱导塑性.用该模型定量分析了X65管线厚板控制冷却时相变潜热、TRIP效应对温度、残余应力的影响,研究了3种控冷工艺下材料的翘曲.结果表明：在层流冷却系数为1mW/（mm^2.K）的上下对称控冷时,相变期间潜热减缓心部冷速达52.3%,潜热和TRIP效应分别产生峰值为119MPa,-91MPa和87MPa,-60MPa的应力以减小整体残余应力;上表面层流冷却系数由1mW/（mm^2.K）分别增至2mW/（mm^2.K）,3mW/（mm^2.K）后,上表面和心部的温差由107℃分别增至192℃,253℃,该侧残余拉应力的峰值由338MPa减至150MPa,翘曲量由0分别增至0.05×10^-3,1.7×10^-3.

为了满足隔离段由矩形进口截面渐变到圆形出口截面的工程设计需求,采用超椭圆曲线方法设计了矩形转圆隔离段,并且在非对称来流条件下利用数值模拟方法研究了来流总温和壁面粗糙度对其性能的影响.研究结果表明在相同进口总压条件下,来流总温的提高能够减缓隔离段流场的非对称效应,并能够有效改善隔离段内的流动分离,提高出口总压恢复系数,但会增长隔离段内激波串长度,降低隔离段的抗逆压力梯度能力;壁面粗糙度使得摩擦阻力增加,导致隔离段的抗反压能力下降,扩大了隔离段内的分离区,与光滑壁面的工况相比,带壁面粗糙度工况下的总压恢复系数、出口质量平均马赫数分别降低了8.3%和6.5%.

为实现挖掘机动臂-斗杆机构的改进,对该机构的运动轨迹进行研究分析.利用坐标变换矩阵法建立了挖掘机动臂-斗杆机构的数学模型,推导出了机构运动轨迹的一般表达式,对特定条件下的轨迹表达式作了进一步推导,结合该机构的实际运动情况对结果进行相应地分析.最后,利用M atlab软件对上述推导结果进行了仿真验证.仿真结果表明仿真所得轨迹曲线与表达式结果相符,可以作为混合驱动可控机构应用于挖掘机动臂-斗杆机构的基础.

针对难以从转辙机柱塞泵的非线性振动信号中有效提取故障特征以及各分量之间存在模态混叠现象等问题,提出了一种非线性自适应正交经验模态分解(Kernel Principal Empirical Mode Decomposition,KPEMD)与向量加权平均算法优化的支持向量机(INFO-SVM)结合的故障诊断方法。首先通过KPEMD方法将原始信号分解为多个IMF分量,根据相关系数筛选出故障信息丰富的敏感分量;其次提取敏感分量的时域频域特征及能量熵构造混合特征样本集;最后输入到INFO-SVM多分类器中进行故障识别。利用柱塞泵实验数据进行对比分析,结果表明:KPEMD能够有效减弱模态混叠现象,充分提取故障信息,INFO优化SVM的识别准确率优于其它常用算法的优化结果。本方法能有效识别出转辙机柱塞泵的不同故障类型,诊断准确率达到98%。

针对目前井下轨道车辆机械式制动装置存在制动距离大、操作不方便的问题,采用液压制动系统方案对轨道车辆的制动性能进行研究.首先对井下轨道车辆液压制动系统的驱动结构进行设计,然后利用三维制图软件CATIA对液压制动系统的关键零部件——盘式制动器建立三维结构模型,并利用动力学仿真软件ADAMS对盘式制动器在不同摩擦系数状态下的制动性能进行仿真分析.研究结果表明,当摩擦系数为0.3和0.4时,采用液压制动的井下轨道车辆制动距离等参数都可以满足安全要求.

针对工程机械和轨道交通中的振动隔离问题,以橡胶弹簧隔振系统为研究对象,采用理论推导、仿真分析和试验验证相结合的方法,研究了橡胶弹簧的隔振特性及其影响因素.建立了橡胶弹簧的本构方程,提出了橡胶弹簧隔振特性的理论计算方法,进行了橡胶材料的力学特性试验,并结合橡胶弹簧隔振系统的有限元模型,通过仿真分析得出如下结论：橡胶弹簧的隔振特性随激励频率、隔振系统质量、橡胶弹簧刚度和阻尼的变化而变化,且其绝对传递率随橡胶弹簧刚度和阻尼的增加而增大,随隔振系统质量的增大而减少,当激励频率小于28.3rad/s时,绝对传递率随激励频率的增加而增大,当激励频率为28.3rad/s时,绝对传递率达到最大值,当激励频率大于28.3rad/s时,绝对传递率随激励频率的增大而减少.

针对泵阀联合电静液作动器（EHA）分级压力控制带来系统特性改变的问题,提出了一种鲁棒增益调度的控制方法.该方法依据不同泵源压力把泵阀联合EHA分为不同的工作模式,在每种工作模式下,采用改进粒子群优化（PSO）算法的PID控制器作为初始控制器,以克服定量反馈理论（QFT）初始控制器设计的盲目性,然后在QFT框架下基于参数不确定范围和性能指标要求对系统进行整形设计.为削弱不同工作模式切换瞬间引起的抖动,引入模糊控制,将每种工作模式下控制器的输出作为输入建立模糊切换控制器.仿真结果表明在分级压力下系统性能得到改善且实现了不同工作模式切换的平稳过渡.

针对主动防翻装置的要求,设计了基于分流阀的液压系统.以虚拟试验得到的液压缸输出作用力为液压系统仿真的输入量,输出位移为其合理性验证的依据,应用AMESim软件对分流阀和液压回路进行了建模、仿真.仿真的结果为：前、后液压缸输出位移与试验值分别相差0.003 m和0.001 2 m,同步精度达到2.8%;两个液压缸的输出速度也稳定在0.000 5 m/s左右.表明所设计的基于分流阀同步液压系统满足主动防翻装置的要求.