为加强TRIZ在生物医学工程中的应用,促进TRIZ与生物医学工程的双向互动与发展,基于TRIZ(发明问题解决理论)的理论基础、应用与分析工具、知识数据库,研究了TRIZ在生物医学工程中一般应用规律,构建了TRIZ在该领域的一般应用流程,并将该流程应用于呼吸气体采样富集装置的设计,获得满意结果,为生物医学工程领域设计人员使用TRIZ提供参考.

针对具有隐式极限状态函数的不确定性结构的非概率可靠性分析,提出一种基于支持向量机回归的不确定性结构非概率可靠性分析方法,并给出了该方法的分析流程.抽取数据样本,优化支持向量机回归参数,使用训练后的支持向量机替代隐式极限状态函数.利用非概率集合理论中的区间分析法,引入尺寸比例因子,构造合适的不确定性结构非概率可靠性指标迭代算法.最后用一个数值算例和一个工程算例来验证该方法.数值算例表明支持向量机回归模型预测精度高,用支持向量机回归模型替代结构隐式极限状态函数进行非概率可靠性分析是可行的.工程算例证明该方法具有可行性、正确性和高精度的优点.因此,该方法具有较好的工程实用价值,并对其它具有隐式极限状态函数的不确定性结构的非概率可靠性分析具有一定的参考价值.

CNG车载瓶底部加工质量直接影响CNG车载瓶的安全运行.针对传统开放式数控机床的进刀方式造成加工原理误差,工件加工时的安装误差导致瓶底强度削弱等技术问题,将基于图像反馈的刀具路径误差补偿技术应用于CNG车载瓶底部加工组合机床的控制系统,构建基于图像反馈的模型,阐述了CNG车载瓶底加工刀具路径误差识别与补偿设计的算法和流程.结果表明,基于图像信息反馈的进刀自适路径误差补偿加工法是一种比较快捷和经济的数控误差补偿技术,避免了其它误差补偿中昂贵的硬件和复杂的数控程序.该方法能根据每只气瓶外形轮廓自适应地调节切削参数,能够灵活、快速地适应每只工件有缺陷的外形轮廓加工,确保CNG车载瓶的强度.这种方法还适用于其它轮廓的数控加工.

翻车保护装置的主要功能是当工程车辆发生滚翻等意外事故时,保障驾驶员的安全,最大限度地降低事故造成的生命财产损失.对装载机两柱翻车保护装置的可靠性及可靠性灵敏度进行分析.使用有限元软件对结构进行参数化建模,建立相应的设计变量.根据试验设计理论,使用随机有限元方法对结构进行应力分析,获得了设计变量与应力间的一一对应关系.利用BP神经网络的非线性拟合技术,对获得的样本进行拟合,获得功能函数的显式表达.根据应力-强度干涉理论,运用一次二阶矩方法得到结构的可靠性.使用矩阵微分技术,分析了设计变量对结构可靠性的影响程度,即可靠性灵敏度.所得结果可为装载机两柱翻车保护装置的设计提供理论依据,具有一定的工程意义.

为解决立式数控插齿机中床身的拓扑优化结果在工程上加工制造困难的问题,建立了带有制造工艺约束的拓扑优化模型,采用OptiStruct对中床身进行拓扑优化设计,得到了约束条件含有体积分数及同时含有体积分数和制造工艺的2种拓扑优化结果.对比分析了2种拓扑优化结果,表明基于制造工艺约束的拓扑优化设计的中床身结构有更好的铸造性能.

针对中医推拿按摩的特点及常用推拿手法之滚、振、摩、按、揉的运动学和动力学特征的分析,提出一种实用串联机械臂用以配合并联机构的末端执行器实现常见推拿手法的设计方案.串联机械臂提供按摩的位置和姿态,并联机构作为推拿末端执行器实现推拿手法.该设计方案结合了串并联机构的优点,保证机构有足够的刚度、精度和工作空间完成推拿动作.建立了机械臂的运动学模型,利用DH变换求解其运动学的正解和逆解.利用Pro/E建立机械臂的三维模型,导入ADAMS就其位移、速度、加速度等运动学特征进行模拟和分析,仿真结果表明机械臂的设计符合推拿的要求,验证了机械臂设计的正确性.利用该实用型串联机械臂配合并联末端执行机构可获得较好的推拿效果,为中医推拿机器人的实用化提供了理论依据.

研究了EBZ160掘锚联合机爬坡过程中整机的跑偏及振动情况.通过建立整机爬坡行驶力学模型,分析了影响整机稳定性的各种因素；应用多体动力学软件RecurDyn建立掘锚联合机组的虚拟样机模型和煤矿巷道路面模型,仿真研究了掘锚机在爬坡过程中履带部张紧油缸的受力、驱动轮的受力、驱动力矩特性,以及掘锚整机重心的速度、加速度、仰角变化情况.仿真结果表明掘锚机在爬坡过程中履带各关键部件受力存在一定的冲击,当爬坡角度为极值时,重心振动较大,且存在着跑偏现象.通过对仿真结果的分析得出：加大张紧油缸的预张力、为整机添加配重缩小整机重心偏移,能够减小爬坡过程的跑偏及振动.

为建立某FSAE赛车的虚拟样机模型及评价其操纵稳定性，采用机械系统动力学分析软件ADAMS中的ADAMS/CAR模块,建立了某中国大学生方程式(FSAE)赛车模型,并介绍了建模的过程及要点.建立了比赛赛道的模型,利用ADAMS/CHASSIS得到赛车在此赛道上的最佳行驶路径.利用Smart driver模块仿真得到赛车模型在此赛道的极限行驶性能.通过与比赛实际成绩的比较,验证了虚拟样机模型的准确性,为方程式赛车的设计及优化提供了有力依据.在此基础上进行了操纵稳定性的仿真试验,结果表明,赛车具有明显的不足转向趋势，符合设计要求．

针对汽车上安装的前照灯具有固定照射范围,当汽车夜间转弯时前照灯无法调节照明角度,常在弯道内侧出现盲区等情况,首先建立了线性二自由度汽车模型、前照灯光轴水平方向调节模型和前照灯步进电机模型,然后提出了基于一维云模型控制的自适应前照灯系统控制算法,建立了汽车弯道行驶自适应前照灯控制系统模型并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明:该控制方法与增量式PID算法相比具有更好的自适应性和更强的鲁棒性,对提高夜间行车安全性具有重要意义.

并联振动筛具有良好的筛分效果,其研究已成为振动筛研究的热点.为便于对其进行优化控制,需对其筛分特性进行深入研究.通过考察并联振动筛的结构及其工作过程,得到了筛分特性曲线,分别用参数回归法和最小二乘法确定其特性参数,由此建立筛分模型.将理论计算结果与实验结果对照,经误差分析可知,最大误差为084%,平均误差为026%.所得模型精度高,构建方便有效.

针对多叶轮阶梯搅拌轴的临界转速计算问题,在综合传统算法的基础上,提出了一种实用简便的新算法.该算法首先将多叶轮阶梯搅拌轴简化为无叶轮的二阶搅拌轴,运用等效重量法计算出其临界转速.再将此搅拌轴还原,增加部分运用邓柯莱累加法及积分法进行计算得出该部分临界转速,最终可得出多叶轮阶梯搅拌轴的临界转速.运用ANSYS有限元软件验算得出该算法正确.该方法已在工程设计中得到了很好的应用.

根据非线性系统输出频率响应函数(output frequency response functions, OFRF)理论,研究了系统输出频谱与参数之间的关系,提出一种研究非线性系统特性的新方法.该方法可以通过一个多项式清晰地表达出非线性系统输出频谱与非线性项参数之间关系,为非线性系统设计、研究及故障诊断打下一个重要的基础.结合减震系统的数学模型,通过仿真及实验数据确定该系统的OFRF,并运用OFRF估算系统输出,仿真结果表明OFRF这个概念在研究非线性系统研究中十分有效,具有重要应用价值.

枪外环空压力不能直观反映射孔过程,为了更好评估射孔器,研究了一种能够直接测试枪内压力的测试系统.从实际应用需求出发,给出了系统总体设计方案和测试系统的技术指标,重点介绍了采样策略的设定和实现原理.经过模拟油井和模拟膛压实验,结果表明,该存储测试系统能够精确记录射孔过程枪内压力的变化,为进一步研究射孔工艺机理提供理论依据.

电热化学炮发射实验时存在强电磁干扰和地电位浮动问题,严重影响膛压数据的准确性和仪器的安全性.采用不同材料多层组合的屏蔽技术,有效地实现了强电磁环境下的电磁屏蔽,确保测试系统的安全性、可靠性和精度.利用存储测试技术和光纤通信,同时实现了膛压信号的存储测试和实时传输,保证了电热化学炮膛压信号获取的可靠性,并实现了双工通信,方便了电热化学炮的测试试验.

针对常规的磁流变阻尼器需要外加线圈,对能源具有依赖性、体积庞大、结构复杂的问题,设计了无源自适应磁流变阻尼器的磁场结构.该磁路由永磁体提供磁场,利用超磁致伸缩逆效应,把阻尼器受到的负载力的变化转化为超磁致伸缩材料相对磁导率的变化,进而使磁流变液处的磁场发生变化.利用磁场有限元方法验证了磁路的正确性.应用该磁路结构到阻尼器中,并对其进行了实验,结果表明：设计的磁场结构能使外力的变化转化为MRF间隙处磁感应强度的变化,进而转化为阻尼力大小的变化,磁场设计满足要求.

磁耦合谐振式无线能量传输技术是一种新型的电能传输技术,具有传输效率高、传输距离远的优点.对这种传输技术的基本原理进行了研究,提出利用该技术向安装在旋转部件上的嵌入式监控系统无线输送能量.设计了一对一的能量传输系统,并在此基础上研究了一对多的能量传输模式,分析了一对多的传输机理,实验中将多个接收线圈上的LED点亮.在接收线圈为简单线圈的方向性实验中,当接收线圈与发射线圈平行时,接收线圈接收到的能量最大,而当两者垂直时,接收线圈将接收不到能量.将接收线圈设计成2组圆线圈正交和3组圆线圈正交的形式,保证始终有磁感线穿过接收线圈,提高接收效果,实验验证了这种方法的有效性.

针对如何提高3G基站中数字功率放大器的效率问题,提出了CFR算法的运用.分析了应用CFR模块后对功率放大器性能的影响,给出了系统框图.详细阐述了在CFR算法中通过对削峰后的误差信号进行滤波处理,将原始信号减去经过处理的误差信号,得到削峰后的信号,从而提高了功率放大器的效率.最后使用了MATLAB仿真演示了运用CFR模块前后的放大器性能参数的对比结果,证明应用CFR算法后,降低了峰均比，减小了CCDF,验证了方法的有效性.