双活塞式液压自由活塞发动机是将内燃机与液压泵集成为一体的新型动力机械。依据双活塞式液压自由活塞发动机样机活塞组件动力学模型，推导出活塞组件的自激振动方程；运用相轨迹法研究了活塞组件系统的稳定性，以及活塞组件的幅频特性；提出液压自由活塞发动机稳定运行的必要条件，以及通过负载特性确定活塞组件稳态工作频率的方法。
提出了一种外流式锥阀液动力补偿方法——阻尼套压力补偿法，该方法能够对阀心复合液动力的大小和方向进行调节。用自行设计的测试装置，对不同阀心组件设计参数下阀心复合液动力进行了测量。总结出阀心组件设计参数与阀心液动力补偿特性间的耦合关系，为高速开关阀优化设计提供了理论依据。
为了研究牵引—制动型液力变矩减速器闭锁的缓冲控制和闭锁过程的动态性能，为实车装备提供可靠的设计依据，基于MATLAB的simulink，根据简化的动力传动系统一集中质量系统的原则，建立了带有新型牵引一制动型液力变矩减速器的某型车辆动力传动系统的力学模型和数学模型，设计了该液力零件闭锁过程充油压力规律以及对闭锁过程动态性能进行了仿真...
探讨了一种新型车削平面运动机床的运动机理，即定轴轮系的旋轮线原理。首先建立了定轴轮系旋轮线的公式，在此过程中先应用坐标变换方法推导出了简单定轴轮系旋轮线的方程，并利用计算机画出了一些典型图形，研究了旋轮线的性质、形状与传动比、尺度参数和初始角的关系。再根据定轴轮系的传动性质，建立了一般定轴轮系的旋轮线方程。然后利用点...
根据气膜厚度的Knudsen数，确定滑移流为微型气浮轴承内部的润滑机制。引入二阶滑移流边界条件对连续流的状态方程进行修改，得到滑移流机制下修正的雷诺方程。利用有限差分法对雷诺方程求解，得到两种情况下的气压分布，进而得到相应的承载能力和偏位角。经过对比分析，发现在滑移流机制下气浮轴承的力学性能与连续流机制的情况有较大差异。在...
设计了一种压电陶瓷驱动的二维微动工作台，采用结构力学理论建立了工作台的简化模型，并推导出工作台沿x、y方向刚度计算表达式。将工作台简化为2自由度弹簧一质点系统，得出其前二阶固有频率计算表达式。通过微动工作台固有频率及沿x、y方向刚度的试验测试，验证了解析法和有限元法用于微动工作台设计分析的可行性。采用有限元法，研究了微动...
少自由度并联机构应用于机床上时要求具有很高的刚度，而少自由度并联机器人的刚度和机器人雅可比矩阵有很密切的关系。采用螺旋理论方法求出了4-RUC4自由度并联机构的雅可比矩阵，推导出4自由度并联机器人的刚度计算公式和条件指数计算公式，分析了少自由度并联机器人在某一位置时（z=0）最大和最小刚度所在的方向，给出了这种4自由度并联机器...
针对实验室研究设计的三肢体功能仿生机器人所要实现的基本行走功能而提出五种基本行走步态：平行交叉行走步态、翻转行走步态、高姿爬行行走步态、低姿爬行行走步态和两肢体行走步态。在分析了机器人运动学和动力学模型的基础上，给出了生成机器人基本行走步态各关节轨迹的计算方法。随后针对这五种基本行走步态提出一种以步行速度和能量消耗为...
给出了任意凸多面体声腔在内部点源和外力激励下，腔内声压分布的解析解。该解析方法较传统的数值方法，不仅数据准备量小、速度快精度高，且能够解决目前常用的声弹性法难以解决的复杂几何形状的封闭空腔的声固耦合问题。在此基础上，结合有源结构声控制方法，建立了复杂封闭空间局部区域有源消声的模型，给出了矩阵形式的数值算法，并对一类似...
采用高能量飞秒激光脉冲对硅片和载玻片的未抛光表面进行了烧蚀，对烧蚀后样品的表面形貌和纳米力学性能进行了检测。用显微镜对烧蚀后样品的表面形貌进行检测，硅片烧蚀后正面形貌随位置不同发生渐变，而烧蚀后玻璃正面烧蚀区与未烧蚀区有明显界限。用原子力显微镜对烧蚀后样品的预抛光背面进行了检测，发现硅片烧蚀前后背面形貌未发生显著变化...
步行机器人作为一种载运工具适应地况能力强，结构复杂，运动控制难。实现类人型机器人动态行走，必须对机器人进行动力学建模、步态设计和稳定姿态控制算法设计。其中，数学模型的建立一直是一个机构学难题，在类人型机器人研究中起着重要作用。讨论了应用欧拉方程建立步行系统的机械模型，提出了一些简化条件，然后用欧拉方程表达了构件的旋转...
转动导杆机构具有把曲柄的匀速转动转换为导杆的非匀速转动的特性。利用这一特性，把两个转动导杆机构和齿轮机构组合形成了叶片差速泵的驱动系统。该驱动系统使同轴安装于泵壳内的两个叶轮周期性不等速转动，从而使两个叶轮的相邻叶片周期性张合，来实现密闭容积变化进而完成吸排液过程。转动导杆机构曲柄和导杆的回转中心距与曲柄长度的比值是...
阐述了高频群脉冲电化学加工在微制造中的应用，介绍了群脉冲的产生、高频群脉冲电源从反向电流和压力波等方面对加工质量的影响以及微制造中阴极设计的原理并举例说明阴极设计过程，最后根据设计的小平面和某超薄结构件模具，进行高频群脉冲电化学加工的验证。试验表明：高频群脉冲电化学加工所带来的良好加工质量可以应用在微制造领域。
多学科设计优化是一种针对于涵盖多个学科领域的复杂系统进行设计优化的方法，强调各子学科系统在独自设计优化的基础上的相互之间的并行协作。鉴于微机电系统（Micro electro mechanical systems，MEMS）设计中存在多学科交叉耦合等问题，将多学科优化设计方法引入到MEMS的设计中，研究分析MEMS本身的多学科特性和设计现状，建立面向MEMS的多学...
根据连续介质的几何非线性变形原理，结合柔性多体系统建模理论的最新进展，在柔性梁的纵向、横向变形位移中均考虑了横向弯曲变形以及轴向伸缩变形的耦合作用，对一双连杆柔性机械臂系统，将其简化为柔性梁结构，利用有限元法和Lagrange方程，得出不同于传统零次近似方程，也不同于一次耦合动力学方程的新方程，并可将此方程拓展到多杆机械臂系...
针对用于多孔质气体静压轴承的多孔质石墨结构的复杂性，从其结构形成机理出发，利用分形几何理论，对多孔质气体静压轴承性能的影响起至关重要作用的渗透率进行研究，并建立多孔质石墨渗透率与其分形维数之间的定量关系，使多孔质石墨的宏观参数与微观结构建立联系。利用Matlab软件编写的程序，对多孔质石墨的组织结构进行分析，确定孔隙的分形...
对配点型无网格法在求解导热微分方程中的应用进行研究，提出配点型无网格法的迭代求解算法，并同有限元法进行对比。结果表明，配点型无网格及其迭代方法易于编程实现，且精度与有限元法相当。采用迭代求解法甚至可以不用形成系数矩阵，求解逐点进行，占用内存空间少。选择适当的松弛因子，松弛迭代相对于Gauss-Seidel迭代可减少迭代次数。研究...
针对材料纳米压痕硬度的压痕尺寸效应（Indentation size effect，ISE），利用纳米压痕技术测得单晶铝和单晶硅的载荷-压深曲线，获得最大载荷和最大压深，并结合原子力显微镜，获得压痕的三维形貌，计算出压痕的真实残余面积。根据最大压深和残余面积提出了一个新的模型——残余面积最大压深模型，此模型能更好地理解和描述材料硬度的压痕尺寸...
重点对新型液压变压器的排量特性进行了仿真和试验研究。通过公式推导，建立了新型液压变压器排量计算的数学模型，并利用此模型对液压变压器进行排量特性的仿真研究：同时设计了液压变压器性能测试试验台，在其试验台上对液压变压器进行了流量、转速、排量随角度变化时各自性能的试验研究，以及排量与负载关系特性的研究：最后，经仿真和试验对...
可重构机器人为柔性加工系统提供了更多的选择，但复杂多变的任务、环境以及机器人模块无穷组合，为机器人构形的确定带来了很大的难题。采用遗传算法和迭代算法分两级搜索对机器人构形组合进行优化设计：运用遗传算法对机器人构形进行进化设计，满足工作空间的可达性、环境避障、线性和角度误差、末端操作灵巧度、运动关节的动力学要求、期望模...
产品造型设计是一个病态结构域的问题求解过程，一般通过设计者的专家知识和经验来完成造型设计问题求解，其思维过程和模式是设计研究的难点。针对上述问题，通过基于口语分析法的产品造型设计认知试验研究，提出一个具有自下而上和自上而下设计信息的加工过程的产品造型思维模型，该模型说明造型设计是一个具有自下而上和自上而下设计信息的加...
为提高电动汽车用铅酸蓄电池的充电效率，缩短充电时间，在分析快速脉冲充电的基本理论和动态模型基础上，设计了一种分阶段变电流的电动车辆用铅酸蓄电池快速充电器。该充电器采用了移相全桥软开关的主电路拓扑，具有较高的效率，而且电流、电压应力小，工作可靠。试验表明，与恒流恒压的充电方式比较，脉冲充电技术具有充电时间短，充电温升小...
研制了一种面向微操作的微小型机器人，并开发了其无缆化控制系统。该机器人机械本体由基于宏／微复合驱动的移动定位平台和3自由度球基微操作器构成。机器人总体尺寸不超过90mm×70mm×60mm。机器人的宏动部分采用轮式驱动，选用轴直径为3mm的微型电动机，运动速度可达100mm／s，定位精度0．5mm，运动分辨率0．1mm。微动部分基于尺蠖蠕动原理通过...
基于材料力学中的变断面梁的弯曲理论，通过引入椭圆离心角作为积分变量，直观地得到椭圆柔性铰链的系列柔度计算公式。通过定义中间参数，推导出较为简洁的解析计算公式，从而避免费时的数值积分，便于柔性铰链柔度的计算和分析。当椭圆切口的长轴和短轴长度相等时，椭圆柔性铰链变成直圆柔性铰链，这些计算公式即退化为直圆柔性铰链的柔度计算...
通过Internet网络操作远端的机器人可以扩展人类的控制能力，但系统的复杂性和不确定性使如何更好地表现其良好性能成为目前的热点问题。通过对多机器人网络遥操作系统控制模式分析，阐明了以智能体技术为支撑，实现操作者智能与机器人局部自主能力的结合，完成多操作者多机器人Internet网络遥操作任务。在对多智能体技术概述基础上，重点分析智...
采用热压法制备出三种Al2O3基复合陶瓷材料，用于陶瓷拉丝模的制作。计算出拉丝模在拉拔加工中的应力分布，指出拉丝模应力最大和磨损最严重的区域。陶瓷拉丝模的摩擦磨损特性是影响拉丝模工作寿命的主要原因，因此在MRH-3高速环块磨损试验机上对Al2O3基复合陶瓷材料摩擦磨损行为及其磨损机理作了试验研究。测试出Al2O3基复合陶瓷材料在不同转速...
基于粘弹性摩擦层在定子表面的行波超声波电动机接触模型，利用MATLAB方法，模拟分析了摩擦材料的厚度和弹性模量对电动机特性的影响。分析结果表明，摩擦材料厚度越小，弹性模量越大，电动机的负载特性越好。当摩擦材料的厚度在0．5mm以下、负载力矩在36N·mm以上时，界面转换效率值较高。而当磨擦材料的厚度在0．2mm左右时，界面转换效率有一个...
为解决网络化异地协同设计过程中实时三维虚拟模型交换和协同设计行为语义传输等问题，以及建立支持实时协同操作动态响应和动态虚拟模型加载的虚拟协同设计环境，通过对协同设计理论、基于虚拟模型的协同设计和虚拟装配进行研究，提出了面向装配的虚拟协同设计环境（VCDEFA），给出了VCDEFA的概念和特征，建立了六层体系结构和功能模型。在原型...
粗糙集理论能够有效地处理不精确、不完整的数据和知识，并从中发现隐含知识，提示潜在规律。提出一种基于粗糙集理论的大型旋转机械故障诊断和知识获取模型。该模型从包含冗余和不一致信息的原始数据出发，构建决策表，通过属性约简和基于分明矩阵的属性值约简获取故障诊断的最小约简属性集和诊断规则，并建立诊断规则知识库。基于该模型以某旋...
环型和圆盘型行波压电电动机小直径条件下，输出性能逐渐失去低速大力矩的特点。由于结构限制，其定转子的动态点接触导致电动机运转不平稳、磨损大和驱动力矩小等不足。针对这些不足提出一种新型行波柱面驱动压电电动机，将传统的点接触改进成现在的线接触，即环型或圆盘型定子改进成圆柱型定子。阐述了行波压电电动机的运行机理以及电动机驱动...
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