由于在不同装配空间的管路系统装配结构存在相似性和差异性,可装卸式加油设备的管路系统装配设计十分复杂．针对该问题,提出了基于谱系聚类法的管路系统装配空间聚类方法,使聚类后的每类装配空间能够通用多套已装配好的管路系统．通过定义类的典型装配空间及装配半径,使新设计的加油设备按其管路系统装配空间尺寸,迅速地找到符合要求的已装配好的管路系统．最后,以对一些典型的装配空间进行聚类及如何应用聚类结果为例,验证了该方法的有效性和合理性．

针对传统维修相关性分析方法没有全面考虑维修关联影响,提出了从时间关联、故障关联、结构关联和功能关联四个方面分析多部件系统的维修相关性.鉴于维修关联程度最终影响并决定系统维修组合的内容,确定了从维修组合优化效果的角度衡量多部件系统的维修关联程度.在此基础上,利用矩阵积和式的性质对多部件系统维修关联度进行评价,使得评价结果能够综合考虑维修关联指标和各关联指标之间的相互关系.实例表明：利用该分析与评价方法能够帮助维修工作者判断多部件系统中部件维修相关性和比较部件维修关联程度,并提出实施优化维修组合建议.

为了减小冲击压路机作业时引起的冲击与振动,仿真研究了减振系统参数对作用于牵引车的冲击载荷的影响特性．通过分析冲击压路机的结构和作业特点,建立了减振系统的动力学方程．在UG软件中建立整机的实体模型,然后将其导入多体动力学仿真软件ADAMS中,建立包含轮胎与地面的动力学模型,在典型工况下仿真了整机的动力学特性,将仿真结果与试验数据对比,验证了模型的正确性．通过参数化设计研究方法将模型参数化,仿真分析了减振系统的刚度、阻尼参数变动时牵引载荷的变化,获得了参数影响的灵敏度曲线和载荷曲线,给出了参数值的合理范围．结果表明,系统的第1级阻尼和第2级刚度对牵引载荷的影响较大,整机仿真模型能够模拟冲击压路机的实际工况,为工程优化提供参考．

研究某进口连铸机中的新型全板簧式结晶器振动装置运动特性,基于机构学、材料力学理论建立全板簧式结晶器振动装置的等效连杆和等效弹簧机构模型,使用Simulink仿真软件对2种等效机构进行运动学仿真.通过仿真结果的比较分析,验证了全板簧式结晶器振动装置机构模型建立与运动特性分析的正确性.研究工作为连铸机全板簧式结晶器振动装置的设计与分析提供了方法与技术积累.

提出一种面向五轴侧铣加工的球头刀几何与力学模型,利用该综合模型可对复杂曲面加工进行几何仿真与切削力预测,对加工过程进行速度规划．切削工件几何模型采用深度元素法,通过与刀具模型之间的布尔操作实现材料去除过程,通过分析刀具与工件接触区域,得到刀具在不同瞬时的轴向范围及沿轴向各微元的切入角和切出角,转换为铣削力模型所需的几何信息．采用序列二次规划法优化进给速度,使机床工作在多个约束条件的最大潜能值内．整个规划过程随刀具与工件接触区域的变化而不断优化,研究工作为五轴侧铣加工过程提供了有力的分析工具．双叶片五轴侧铣加工仿真实验表明,在满足叶片精度条件下,采用优化进给速度可使零件加工效率提高约40%．

研究应用LS_DYNA软件进行煤岩截割破碎仿真的程式与方法,对悬臂式掘进机截割头上镐形截齿截割煤岩进行仿真模拟,在hypermesh中建立有限元网格模型,调用LS_DYNA971求解器进行求解,研究不同切削角对截齿截割阻力的影响以及切削厚度与比能耗之间的关系,并与常用的截齿截割阻力公式计算结果相比较,仿真结果证明了建模方法的可行性与正确性;最后得出截割阻力最小时的最佳切削角以及切削厚度与截割比能耗之间的关系．研究工作为截齿截割煤岩的动态建模及仿真提供了新思路．

用有限元分析方法分析三叶形等距型面联接的接触-冲击特性.通过立方样条曲线拟合廓形曲线,建立了轴-轮毂联轴器的三维有限元模型,进行三叶形等距型面联接非线性三维接触-冲击特性分析,实现了联轴器启动过程的接触-冲击动力学仿真.通过算例分析,得到三叶形等距型面联接启动过程中接触力和最大等效应力随时间的变化规律,研究不同结构参数和工作参数对接触-冲击特性的影响.分析结果表明：三维分析较二维更能模拟真实情况；采用无间隙配合或者过盈配合能有效抑制型面联接的冲击效应；增大偏心率,对提高型面联接的抗冲击能力和承载能力起到良好作用.

针对间隙接触碰撞副建模及其计算比较复杂且难以求解的问题,根据间隙接触碰撞副的运动特点,将接触过程中的接触力划分为3个状态,阻尼力分为2个状态,通过引入功率结型结构,建立间隙接触碰撞副的开关键合图模型,并以槽轮机构为例,建立了考虑滚子与轮槽之间间隙的键合图模型,运用20\|sim仿真软件对模型进行了仿真.仿真结果与采用ADAMS仿真软件得到的结论是一致的,验证了所提出的间隙接触碰撞副键合图模型的正确性．

在铝合金轮毂产品开发阶段,针对试压铸小批量样件来进行的弯曲疲劳试验,是必须通过的台架试验之一．为避免试验的盲目性,减少试验次数,从而降低试验成本,提高试验的可靠性,有限元数值分析技术被采用,并已成为铝合金轮毂开发的先进设计技术手段．为正确应用该技术进行虚拟台架试验,必须建立有效的计算模型．基于理论分析与应用实践,考虑螺栓预紧力影响的非线性接触,以及加载杆与轮毂的材料异同,建立了轮毂弯曲疲劳台架试验的3种有限元力学模型：加载杆与轮毂为同种材料的整体线弹性分析模型、加载杆与轮毂为不同材料的线弹性分析模型、考虑各元件间的接触关系及螺栓预紧力影响的非线性分析模型．通过分析与比较,以及典型轮毂的试验验证,研究了以上3种有限元力学模型的优缺点、应用范围及计算的可靠程度,并以典型轮毂为例,用试验验证了模型的准确性．研究表明：加载非线性模型较为准确；线弹性模型可以用于轮辐处易发生疲劳破坏的分析；加载杆与轮毂材料异同对最大等效应力影响不大；对螺栓孔附近易破坏的轮毂,应采用考虑预紧力影响及非线性接触的模型．

提出了一种用于求解多参数影响机构的可靠度敏感性的新方
法.利用多体系统动力学理论和Kriging理论建立机构的模型,并在此基础上计算机构的可靠度敏感性.该
方法能够克服机构模型的复杂性所带来的计算困难,特别是在无法得出机构的状态功能函数时,Kriging
理论的应用可以很好地解决此类问题．同时,该方法利用小尺度的蒙特卡洛抽样仿真计算,可以通过小数
目的抽样来为建立Kriging模型提供给定的输入和输出．通过实例可以看出,在计算过程中该方法使用方
便,计算结果符合机构的实际情况,可为机构的后续设计提供理论依据．

为了满足无缝钢管在线高精度测厚的需求,开展了基于广义倒频谱测厚技术的研究.分析了传统测厚算法的缺点,提出一种基于广义倒频谱的无缝钢管在线测厚方法,此算法结合了相关分析和倒频谱的综合优势,处理后的波形峰值尖锐,提高了测厚精度；在此基础上对在线系统钢管旋转造成的声程误差进行了补偿.实验结果证明该方法测量精度高,实时性强,适用于工业无缝钢管在线高精度检测系统.

为实现图像处理技术在表面缺陷检测中的应用,取代传统人工检测的方式,设计开发了一套五金件表面缺陷检测系统,研究了镀镍五金件表面图像在线处理算法,包括边缘检测算法、位置修正算法、标定算法和检测算法,实现了五金件表面缺陷视觉检测.同时提出一种阈值反馈算法,用实际缺陷值反馈验证理论缺陷值,最终得到可靠的缺陷阈值,判断表面缺陷.该检测系统可进行多表面多工位的运动工件同步独立检测.

为了满足微纳和生物医学领域对微视觉图像目标信息高精度实时提取的需求,提出一种基于多分辨率阈值的非均匀光照微视觉图像实时分割技术．针对传统方法所存在的在非均匀光照微视觉图像分割过程中难以精确估计阈值和实时性差等问题,首先根据微视觉图像的梯度概率密度稀疏分布特性,建立灰度强度分布估计目标函数,并利用迭代加权最小二乘法实现灰度强度分布优化估计,达到非均匀光照补偿的目的；然后,在传统二维Otsu方法的基础上,利用小波变换的多分辨率分析能力有效减少阈值估计过程中的计算量,提高微视觉图像分割的实时性．实验研究表明,该方法能有效协调分割精度和速度之间的矛盾关系,具有不受光照影响的特点,能快速取得精确的图像分割效果．

功分器作为复合器、耦合器和天线的馈电系统中的关键部分,在微波、毫米波系统中得到广泛应用.从矩形波导功分器的工作原理出发,利用基片集成波导高Q值、低损耗等特点,研究了基片集成波导功分器的设计规则和关键技术.设计并实际制作了一个X波段基片集成波导的四路功分器.测试结果表明,其输入端反射系数在9.0～11.0 GHz内均小于-15 dB,相对带宽达到了20%,通带内的电压传输系数在-9.0～-7.7 dB之间波动,满足设计要求.该功分器成本低,且结构简单,可以广泛应用于微波电路中,适于批量生产.

各行业对测速系统测量精度的要求日益严格,也对作为常用测速系统之一的光幕测速系统提出了更高的测速精度要求．为提高光幕测速系统的测速精度,设计了一种基于红外线光电开关和NI6220高速数据采集卡的测速系统,代替了应用单片机等自行设计的硬件电路进行数据采集的测速系统,提高了测速系统的可靠性和测量精度．介绍了该测速系统的工作原理、系统结构以及基于LABVIEW的软件设计,并进行了测速系统的误差分析．现场比较试验结果证明,在测试1 000 m/s以下速度时,该测速系统能将测速误差控制在0.0156%以内．