为了更准确地研究在重力加速度、吊钩材料密度、起吊重量为环境变量条件下的吊钩可靠性,以应力和变形为输出响应,采用双重响应面法(Dual Response Surface Method,DRSM)为理论基础对其进行可靠性分析。采用拉丁超立方抽样方法对随机变量进行抽样,将抽样输出数据采用最小二乘法拟合得到应力和应变的响应面方程;结合蒙特卡洛法对两个响应面模型进行联动抽样,计算得到吊钩在静力学条件下的可靠性概率。实例计算表明当最大允许屈服强度为210MPa,最大允许变形为1mm条件下,其可靠性概率为99.47%。

针对现有垃圾搬运起重机运行主要依赖人工操作存在的时间长、效率低、劳动强度大等问题,设计实现了一套全自动垃圾搬运起重机控制系统。通过分析系统功能需求,给出了控制系统硬件架构。在此基础上,运用2D激光雷达结合起重机大车运动的方式,实现垃圾仓内垃圾表面高度的测量。采用网格划分及领域点差值比较算法,实现自动取料位置的准确选取。在作业管理方面,使用程序序列的方式实现起重机的全自动化运行。实际项目验证表明该设计方案实现了垃圾搬运起重机的全自动无人值守运行的目标,能够实现自动作业的有效管理,协调上料、移料、混料工作,系统运行稳定可靠、作业效率高。

应变测量是研究起重机箱形梁强度问题的重要手段。过去对起重机箱形梁应变的实验研究基本上都是在静态或准静态下进行的，以测量系统的输出量来估价被测量，重点分析测量数值的误差，结果是输入与输出的数值上的对应关系，不具备信息分析与实时处理功能。而起重机在实际工作中处于一定的运动状态，另外由于重物的晃动、轨道不平等原因，其应变是随时间动态变化的。传统的静态测量系统就不能准确地模拟结构的动态应变。

文中基于流体计算软件Fluent,采用Realizable k-ε湍流模型,对高雷诺数(Re=6.8×105)下梯形柱的绕流特性进行数值模拟,通过对不同宽高比与不同偏角(迎风面与来流方向的夹角)的梯形柱进行流场分析与研究,获得不同结构特征参数下梯形柱的气动参数以及流场绕流特性。结果表明当偏角不变时,随着宽高比的增加,阻力系数、升力系数均方根逐渐减小,斯托罗哈数先增加后减小;当宽高比不变时,随着偏角的增加,阻力系数、升力系数均方根、斯托罗哈数逐渐增加。与同宽高比下的矩形柱相比,在宽高比R=0.5时梯形柱的阻力系数大于矩形柱,在宽高比R=0.6~1.0时矩形柱的阻力系数大于梯形柱。

施工便梁是铁路线路维修改造所需的重要设备。但目前对于该设备结构的研究却相对较为薄弱。而随着我国高铁事业的逐步推进,施工便梁必将发挥愈加重要的作用。运用有限元方法,对铁路施工便梁金属结构进行静力学分析。并运用ANSYS的零阶优化方法,采用SUMT算法对便梁进行结构的优化设计。在保证结构满足应力许用值的前提下,提高材料使用效率。经过优化后,便梁结构自重减少12.6%。并通过ANSYS分析验证了优化后的方案可行性。研究对于施工便梁及相关同类产品的结构优化有较高的借鉴意义。

针对传统方法求解多目标U型拆卸线平衡问题的不足,提出了一种基于Pareto解集的多目标蚁群遗传算法.在构造初始解阶段,以协同考虑最大作业时间、最小拆卸成本差作为蚂蚁的启发式信息;通过蚁群算法搜索可行拆卸序列,并根据多目标之间的支配关系得到Pareto解集;将蚁群算法的Pareto非劣解作为遗传操作的个体,进而将遗传操作的结果正反馈于最优拆卸路径上信息素的积累,并采用拥挤距离作为蚂蚁全局信息素更新策略,可以平衡多目标对信息素的影响,使算法快速获得较优解.将所提算法应用于52项拆卸任务算例和某打印机拆卸线实例,在算例验证中,通过对比Pareto蚁群算法,所提算法求得的8个非劣解在3个评价指标上性能分别提高了50.43%、3.25%、14.10%,在实例应用中所提算法求得8种可选平衡方案,从而验证了所提算法的有效性、优越性和实用性.

为更好反应地震对门机造成的影响,以大跨度门机为例建立有限元模型。采用多维多点的地震输入方式对大跨度门机进行平稳随机地震分析,分别在行波效应、局部场地效应和相干效应作用下对门机的位移和应力响应规律进行分析比较。计算结果表明：与一致激励相比,行波效应和局部场地效应下的地震激励对门机的最大应力分别增大了8.38%和10.15%;完全不相干效应会使门机的最大应力减少5.58%;由此可得到结论,忽略地震动空间效应会使门机的分析结果有很大的偏差。

针对桥式起重机欠驱动吊重在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,对起重机吊重的摆动进行相平面分析,提出抑制吊重残余摆动的起重小车运动轨迹规划.首先建立有阻尼摆动的起重机系统动力学模型,采用相平面分析法研究3种起重小车加速度曲线对吊重残余摆动的影响.构建李雅普诺夫函数从而得到基于吊重等效能量控制的起重小车动态加速度运动轨迹曲线.仿真结果表明基于吊重等效能量控制的起重小车轨迹规划能有效减小吊重的摆动幅度,起重小车的运行加速度曲线更为平滑.当起重小车加速度与吊重摆动的方向相同时,起重小车的加速度越大,吊重等效能量减少的速度越快.当吊重初始摆角为0.087rad时,基于吊重等效能量运动轨迹规划的起重小车在7.9s后使吊重摆动达到允许摆角范围内.

为分析影响减摇效果的主要因素和关键参数根据液压减摇系统的结构、小车吊重系统的运动特点和工程需要建立了简化的系统动力学模型.仿真研究表明起升绳长不变时液压减摇系统结构参数和起升载荷是影响减摇效果的关键参数和主要因素;当起升质量（或结构参数）一定时减摇系统的减摇效果取决于结构参数（或起升质量）;系统的最佳结构参数与载荷的比值的范围为1.6-2.0 s^-1.

基于常用的液压式自动夹轨器的工作原理应用故障树分析法对其典型故障做了定性和定量分析找出该系统的薄弱环节有助于在工程实际中更快地对设备进行维修和维护。