作为TRIZ中重要的分析工具,物-场分析在TRIZ解决问题的过程中发挥着很大的作用,但鉴于物场模型不能很好地描述系统的功能,介绍了以物-场模型为基础演化而来的TOP功能模型作为TOP功能分析的依据,并介绍了理想方法作为其解决方案.分别采用物-场分析和TOP功能分析对离心式压缩机轴承研究中出现的问题进行分析并给出了相应的解决方法,从而证明了TOP功能分析的优越性,将会在TRIZ分析中发挥重要的作用.

针对动态环境机械系统人-机界面设计的分析需要,应用人体动力学建模与人体振动实验相结合方法进行动态环境人-机系统的人体振动特性研究与仿真分析.依据多体系统动力学原理建立了人-车系统五自由度（5-DOF）坐姿人体全身垂直振动模型,经人体振动实验得到坐姿人体的传递函数曲线,采用参数识别方法获得人体的动力学参数,在此基础上,通过MATLAB/Bode对人体振动模型的模拟分析,得到了人体各部分的振动特性.用ADAMS/Vibration软件系统进行人体振动仿真试验,验证了5-DOF人体振动模型的人体振动特性研究结果的有效性.研究结果对于分析人-车系统的人体动力响应有着重要价值,可为动态环境机械系统的人-机界面设计提供重要参考,对客观评价人体坐姿的舒适性有指导作用.

公差对于CAD/CAM集成十分重要,而如何正确地解释其语义则是关键.结合运用自由度和变动思想,给出了直线基于自由度变动的数学表示方法；探索了基于直线在零件中的方位的分类方法.基于此,详细研究了不同类型直线的尺寸约束模式,系统地推导了不同尺寸约束模式下的尺寸公差数学模型,准确完整地表示出尺寸公差的语义.

复杂系统可靠性优化问题为典型的NP-难问题.不考虑系统的具体连接形式,将每个部件视为一级,产生随机数作为网络节点, 把蚁群优化算法成功应用到复杂系统可靠性优化中,搜索到其他算法未能得到的最优解.仿真结果表明,蚁群优化算法可以在相对短的时间内较快地找到问题的最优解.蚁群优化算法与其他元启发式算法一样,可以有效克服求解组合优化的计算复杂度问题.

基于ADAMS/View软件对湖南大学自主研发的某一车型,以提高整车行驶平顺性为目的,综合考虑阻尼系数、悬架刚度和非簧载质量各因素对平顺性的影响,建立了空气弹簧悬架及整车仿真分析模型,构造了仿真分析所需路谱的高程样本,对其影响汽车安全性、平稳性、舒适性的参数进行敏感性分析,并在此基础上对空气弹簧悬架系统参数进行优化设计.通过实车道路试验和仿真结果的对比,验证了仿真的可信度及可行性.

永磁齿轮作为一种新型的磁力传动机构,主动轮与从动轮之间没有直接表面接触,是通过磁场相互耦合产生的磁力来实现力矩和功率的传递.为了对永磁齿轮的传动特性进行研究,对永磁齿轮的磁场进行分析计算,利用ANSYS有限元软件模拟永磁齿轮磁场在不同矩角时的磁感应线、磁感应强度的分布,得出永磁齿轮的矩角特性曲线.通过实验验证了永磁齿轮的矩角特性和低速时的啮合比.

研究泡沫铝“三明治”结构应用于大冲击能量吸能装置的设计,给出了泡沫铝材料用于吸能装置的设计方法与步骤,设计出可吸收2.232 MJ能量的新型斜井跑车防护装置.利用LS/DYNA进行该装置的碰撞仿真分析,发现泡沫铝在高速冲击中逐层压溃,具有很好的缓冲吸能效果；在冲击过程中,瞬时吸能速率随着泡沫铝变形的加剧和结构强度的提高而增大,冲击中泡沫铝“三明治”结构出现粘结失效.

讨论了某型涡轮盘随机参数服从任意分布时的可靠性问题.在基本随机参数前四阶矩已知的情况下,以Pairs-Erdogan裂纹扩展模型为基础,应用随机摄动理论和Edgeworth 级数技术,采用疲劳寿命模型对某型涡轮盘随机参数服从任意分布时的可靠性进行分析,建立了涡轮盘疲劳寿命可靠性分析模型,并求得了涡轮盘裂纹扩展寿命的可靠度.模型计算结果与Monte-Carlo仿真结果非常接近,文章提出的方法对涡轮盘可靠性设计具有一定的参考价值.

提出一种具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计方法,并对其进行了实验验证.首先通过合理开槽将大尺寸立方形焊头划分为若干单元,然后将各焊头单元和立方形半波振子比较,利用等效机械阻抗的概念得出焊头单元的频率方程,其间考虑了耦合振动的影响.最后利用该方程研究了开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响.按此方法设计加工了几组具有开槽结构的大尺寸立方形焊头,结果表明焊头谐振频率的实测值和理论值吻合得很好.

研究了由基础振动激励、粘弹性材料隔离的被动隔振体的非线性动力响应.用变形的三次多项式函数表征隔振材料的非线性刚度,用分数阶算子表征阻尼,建立被动隔振体的分数阶非线性动力学方程.用谐波平衡法研究其非线性动力响应特性,得出频率响应方程和幅频曲线,分析了非线性因素对系统的影响.最后,用Floquet理论讨论了周期解的稳态性和稳定区间.分析结果表明,含分数阶算子的动力学模型能够准确地描述粘弹性材料隔振器的动态特性.忽略隔振材料的阻尼非线性、刚度非线性将导致隔振设计和隔振效果分析的明显误差.分析方法和结论为精确进行粘弹性材料的被动隔振设计和隔振效果评价提供理论参考.

基板预热可以显著降低激光金属沉积成形（laser metal deposition shaping, LMDS）过程的热应力,从而抑制成形过程裂缝的产生,但基板预热温度的高低对成形零件的微观组织有着重要的影响,因此研究不同基板预热温度下激光金属沉积成形零件的微观组织变化规律对基板预热温度的选择具有非常重要的意义.利用中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的激光金属沉积成形系统和基板预热系统,采用Ni60A金属粉末在基板未预热和预热到200，300，400，500和600 ℃时分别进行成形试验.然后利用扫描电子显微镜和能量散射谱仪对成形试件的微观组织进行深入的研究,得到不同基板预热温度对激光金属沉积成形零件微观组织的影响规律,为基板预热温度的优化选择提供了重要参考.

焦炉集气管压力变化过程具有强耦合、时变、非线性和不确定性等特点.介绍了焦炉工艺流程和压力控制系统结构,并基于实验方法推出了集气管压力变化过程的数学模型,在一定程度上该方法比机理法具有更高的模型可信度,其生产过程和实验建模可以同时进行,并且实现数学建模的自动化.完全解耦算法的实现、模型参数的在线修正对于改善调节品质起到了关键作用.最后介绍了实现该过程的DCS网络结构,控制结果表明调节器的性能稳定,具有较好的鲁棒性.

根据摩擦车力传感器标定需要,提出一种机场跑道摩擦车标定方法.分析了摩擦车和标定系统的标定原理和标定方法,选用PC104模块作为控制核心,设计控制系统完成标定实验,针对标定装置中测力传感器的非线性问题,应用基于分段最小二乘法拟合的数据处理方法.实验结果验证了算法的有效性.

为了提高超声无损检测（UNDT）和无损评价（UNDE）中基础数据的信噪比（SNR）,提出了一种基于提升小波变换多分辨率分析的超声信号消噪新技术.在分析传统裂谱分析（SSP）方法原理及其局限性的基础上,通过采用提升小波变换多分辨率分析能力将原始超声回波信号进行子带分解,然后按照一定的信噪分离规则来消除噪声,达到提高信噪比的目的.实验结果表明,与传统裂谱分析方法相比,该方法增强了消噪性能的稳定性,提高了超声回波信号的信噪比.

通过对减振器内部阀系低速节流特性的分析,建立了低速时阻尼特性的数学模型.应用小间隙节流理论对节流片节流槽口的节流特性进行分析,确定了影响低速阻尼特性的主要参数.通过把缝隙节流等效为小孔节流的设计方法得到的结果与试验得到的结果的比较,验证了本方法的正确性和精确性.