针对空间柔性杆系统的扭转振动问题,提出了一类由柔性杆、电阻应变片传感器、压电扭转致动器组成的柔性杆系统。为了研究此系统的扭转振动,运用拉格朗日方程和假设模态法建立了系统的动力学方程。针对柔性杆系统中压电扭转致动器、传感器的优化配置问题,提出一种基于最小输入能量、最大能量传递、Grammian矩阵最小奇异值最大化的复合优化策略,采用遗传算法对致动器/传感器的位置进行了搜索,找到了最优位置位于柔性杆的根部。进行了数值分析研究,结果表明,与其他位置相比,最优位置最有利于致动器实施控制,同时也最有利于传感器的观测。

提出一种南薄壁杆、压电扭转驱动器、压电传感器组成的机敏杆，针对机敏杆扭转振动控制中驱动器／传感器优化配置问题，对机敏杆的扭转振动进行了深人的研究，采用拉格朗日方程和假设模态法推导了机敏杆系统的动力学方程，建立了系统的状态空间表达式。将机敏杆划分为若干个位置单元，选取主动控制器的最大耗能作为优化准则，运用遗传算法获得了压电扭转驱动器／传感器的最佳配置位置及最优反馈增益。结果表明：所获得的最优位置、反馈增益是合理的，将驱动器／传感器同位配置在最优位置并实施相应的闭环最优控制，主动控制器的耗能最大，并能有效抑制机敏杆的扭转振动。

针对列车齿轮箱故障频率难以提取的情况,提出了一种基于EMD和奇异值差分谱理论的故障诊断方法。通过EMD分解齿轮原始振动加速度信号,得到若干个本征模函数;从频谱图中提取某个含有故障特征信息的本征模函数,对该分量构造hankel矩阵并对其进行奇异值分解,差分谱消噪,信号重构和希尔伯特包络解调,从而确定故障频率,准确实现列车齿轮箱的故障诊断。通过实验证明了该方法的可行性和有效性,为列车运行状态监控、故障诊断和运行安全自动防护提供理论和实践参考。

针对唇形密封圈性能评估过程繁琐且效率低的问题,基于唇形密封圈物理模型与Femap&NX Nastran平台,研究了基于物理模型的唇形密封圈静密封性能快速仿真流程定制技术。首先,基于Mooney-Rivilin模型的橡胶材料本构关系,利用有限元分析软件建立唇形密封圈的轴对称数值模型,针对该模型的非线性问题,采用收敛控制技术取得了良好的收敛性;通过有限元模拟获得了唇形密封圈装配过程中相关密封性能参数,并通过旋转力矩实验验证了密封圈性能评估有限元模拟技术的有效性。其次,基于唇形密封圈物理模型并结合设计工程师对产品性能评估的需求,提出了基于物理模型的仿真流程定制技术,并采用Visual Basic语言,结合Femap API,开发了唇形密封圈密封性能评估软件。最后,通过实例验证了该软件的有效性与通用性,结合CAD(computer aided design,计算机辅助设计)参数化技术,在灵...