基于人体下肢关节运动机理与下肢生物力学,介绍了下肢关节的结构、功能和运动范围。对人体下肢进行简化,建立下肢简化数学模型,获得髋、膝和踝关节的姿态坐标方程。利用UG建立模型,使用Adams与OpenSim分别进行仿真测试,得到下肢关节角度、步高和步长曲线。借助Xsens DOT商用穿戴式传感器进行实验测试,仿真结果与实验测试结果相似,关节的角度、步高步长曲线与实际人体行走时测试结果吻合。表明简化模型和仿真测试合理有效,符合人体下肢行走过程。研究为运动测试、康复医疗和外骨骼设计等领域提供了一种简化研究方法。

为了研究船舶齿轮减速器隔振器布置方式对基础振动的影响,以单层隔振的齿轮传动装置为例,建立了齿轮、轴、轴承、箱体、隔振器及基础的柔性阻抗模型,并通过阻抗综合法建立了系统的耦合阻抗模型;研究了隔振器的跨距、非对称性以及数量对隔振的影响。结果表明,轻微减小隔振器跨距有利于隔振;隔振器对称布置并不是最优的减振方案;隔振器数量增加不一定总会增大振动;隔振分析时不能忽略箱体及基础的肋板特征。

为实现机电作动系统快速起竖,揭示了起竖装置中铰链安装位置、系统输出速度对其输出瞬时功率、输出合力的影响规律,优化研究了机电起竖装置铰链位置及系统输出速度。分别对负载和机电作动系统建立了动力学模型,探究了机电作动系统不同输出速度以及铰链位置与其输出瞬时功率及合力的关系;针对不同铰链安装位置和机电作动系统输出速度,采用遗传算法对其进行了优化分析,得到铰链位置及输出速度最佳匹配关系,提高了起竖装置工作效率,使得整个装置空间布局最优,安装空间最紧凑。

以单级圆柱齿轮减速器为研究对象，综合考虑齿轮时变啮合刚度及误差激励的影响建立了传动系统动力学模型。以轴承动载荷为激励，采用FEM／BEM方法对减速器振动噪声辐射进行了分析，得到了齿轮箱节点动响应时域历程及声场场点噪声谱，论述了激励中各谐波成分对齿轮箱振动噪声辐射的影响。对多工况下齿轮箱振动噪声辐射进行了计算，就转速及负载对减速器振动噪声的影响做出了分析，得到了系统动载荷随转速的变化规律，噪声辐射随负载变化规律以及齿轮箱共振频带分布，为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。

提出了一种将有限元方法和接触理论相结合的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法。该方法通过齿轮整体和局部有限元模型分离出啮合点宏观变形,利用线接触变形解析公式计算啮合点接触变形,求解非线性啮合平衡方程后得到齿轮副时变啮合刚度和载荷分布。该方法相比一般有限元法具有更高的计算效率和稳定性,同时克服了解析方法难以考虑斜齿轮和不同齿圈结构影响的缺点。最后,分析了内齿圈不同支撑数目和齿圈厚度对啮合刚度的影响。该方法可为内齿轮副强度及动态特性设计提供有效指导。