针对湿式离合器局部润滑及摩擦特性的影响因素，建立了摩擦副微观混合润滑模型。考虑了微凸峰接触和局部温升的影响，分析了转速对湿式离合器摩擦副局部压强分布、油膜和微凸峰承压比、实际接触面积、局部温升的影响。同时，利用摩擦磨损试验机进行小试样柱销-摩擦盘试验，分析了不同转速下离合器摩擦系数变化规律。结果表明：随着速度的增加，润滑油膜动压作用显著增强，摩擦副实际接触面积明显减小，法向载荷最终主要由润滑油膜承担；摩擦系数主要受微凸峰实际接触面积变化的影响，变化规律与微凸峰实际接触面积呈大致对应关系。

氨泄漏的预测和控制是选择性催化还原系统的关键问题。开展选择性催化还原系统小样试验，研究V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的氨吸附脱附特性以及氨氮比和温度对氨泄漏量的影响。结果表明：氨泄漏一旦发生氨泄漏量将会迅速升高，氨泄漏临界点的预测和控制对氨泄漏量的控制至关重要；氨泄漏临界点对应的氨存储饱和度不随氨氮比和催化剂温度的变化而改变；氨氮比分别为0.7、1.0和1.4时，氨泄漏临界点对应的氨存储饱和度维持在76.7%附近波动，分别为79%、75%和76%. 氨存储饱和度与氨泄漏临界点有较强的相关性，基于这种相关性设计开发了以氨存储饱和度为控制目标的控制算法，并进行了欧洲瞬态测试循环。采用该控制方法后催化剂出口的氮氧综合比排放为2.45 g/(kW·h)，氨泄漏体积浓度均值为3.7×10^-6，峰值为12.8 ×10^-6，达到国家第Ⅳ阶段机动车污染物排放标准要求。

多极矩电磁发射是一种新型电磁发射技术，其可调参数多、驱动线圈连接方式灵活的特点对发射效率有较大的影响。从等效电路出发，分析了电枢受力公式及波形匹配问题，并通过电磁场有限元分析研究了不同电压值（电容值）和多级电磁发射情况下六极矩驱动线圈间的连接方式对发射效率的影响。研究结果表明：为了达到较大的发射效率，不同电压值（电容值）需匹配不同的驱动线圈连接方式；在多级六极矩电磁发射情况下，电枢速度改变的同时要改变驱动线圈的连接方式，可以在电容值改变较小的情况下实现较好的波形匹配，从而提高发射效率。

电磁炮导轨中通入电流后，电枢受到电磁力作用沿轨道移动，由于导轨受到安培力和电枢压力的作用，会引起轨道内表面的磨损、刨削现象，限制了电磁轨道炮的使用寿命。而铜基复合轨道可以同时具备有良好的导电性能、耐烧蚀能力以及较高的强度，在大功率多次发射的电磁轨道炮中具有较好的应用前景。将复合导轨简化为弹性地基梁，并对其受力特点进行力学分析，应用二维Fourier积分变换，得到复合导轨在移动荷载作用下动态挠度的一般解，进而得到电磁轨道发射状态下复合导轨的动态响应。分析了复合轨道的几何尺寸、通入电压等参量对复合导轨动态响应的影响。计算结果表明：电枢压力对轨道变形的影响远大于轨道间斥力的影响；合理的复合层厚度占比可以改善轨道的动态性能。

为了进行电磁轨道炮发射机理研究，研制了一套基于反向导通双晶复合晶体管（RSD）全固态开关的电容储能型脉冲功率电源。RSD开关采用可控等离子体换流技术，具有全面积均匀同步导通、开通损耗小、功率大、换流效率高、寿命长的特点。电源系统由16个64 kJ储能模块并联组成，采用一体化紧凑设计，内嵌充电、控制、保护与测量功能。系统额定电压18 kV、总储能1 MJ，可通过时序控制对放电波形进行调节，短路同步放电峰值可达960 kA. 系统在20 mm口径电磁轨道炮上进行了多次发射试验，结果表明脉冲电源系统可靠性高，一致性好，输出波形灵活可调，满足轨道炮超高速发射研究的需要。

在引信微机电（MEMS）安全系统结构设计与仿真分析的基础上，对其开展了量化的工作可靠性水平评估，并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点，给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求，并利用有限元仿真分析初步确定设计方案的可行性。同时，为在结构仿真分析的基础上开展定量的可靠性分析，提出基于有限元法的结构可靠性仿真方法及其实现流程，并以ANSYS软件为例提出CAE程序的集成方法和实现步骤，解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题。综合考虑载荷、结构尺寸和材料参数等因素的随机性，分析关键结构的可靠性水平和主要的影响因素，并据此给出了增加电推冲器装药量、控制关键尺寸的变异系数和取消闭锁机构等改进建议。加工MEMS安全系统的实物样机，并通过试验验证了该设计方案的可行性。

针对坦克炮、自行火炮信息化弹药膛内实时装定问题，采用共用底火的装定系统对入膛后的弹药进行实时装定。为了解决共用底火装定系统中存在击发能量流与装定能量流对装定回路和击发回路产生影响的问题，建立了能量流双向隔离系统边界条件和隔离系统函数，并通过对函数的参数取值设计了针对特定击发能量类型的隔离系统。试验结果表明，采用该方法得到的隔离系统能够有效地隔离装定能量流和击发能量流，且其对击发能量流的损耗很小。

在环形阵列式连续旋转爆轰发动机上，以汽油/富氧空气为工质，分析了双波对撞模态下爆轰波自持的传播特征、时域频域特征和爆轰波高度，测量了发动机模型在双波对撞模态下的一维推力。试验结果表明：在富氧空气（34.3%O₂和65.7% N₂）流量为945.3 g/s、汽油流量为84.3 g/s、 当量比为0.82的工况下，爆轰波平均传播频率为2.174 kHz，平均传播速度为1 051 m/s，爆轰波高度在55~70 mm之间，有效推力为607.3 N，单位面积推力8.587×10⁴ N/m²，燃料比冲为735.1 s. 推力曲线表明：双波对撞模态下发动机推力波动较大，推力围绕推力平均值振荡，稳定工作阶段发动机振动频率与爆轰波传播频率基本一致。

为了揭示2,4-二硝基茴香醚(DNAN)基高能钝感熔铸炸药的爆轰传播特性，加快DNAN基熔铸炸药的工程化应用，采用连续导线法测量了DNAN基含铝熔铸炸药的临界直径。结果表明：Al含量（质量百分比0~30%）增大、Al粒度d₅₀（分别为6 μm、12 μm、31 μm）减小均会降低爆轰传播的临界直径；黑索今（RDX）的粒度d₅₀（分别为19 μm、147 μm、751 μm）增大、RDX品质提高会增大爆轰传播的临界直径。研究结果为DNAN基含铝熔铸炸药的配方和战斗部结构设计提供基础的技术参数。

为了获得特定多孔发射药模具的合理结构参数，应用Workbench软件的流体与固体耦合模块模拟了发射药药料在模腔内的挤压过程及针架的变形。采用单因素法分析了收缩角、成型段长度对挤出成型压力和模具针架系统变形的影响。结果表明：随着成型段长度的加大，压力逐渐增大、挤压药密实性增加、针架系统变形增大；随着收缩角的加大，压力增大、挤压药密实性增加、针架系统变形逐渐减小，在多孔模腔收缩角55°之后，压力增大、变形减小的幅度平缓；收缩段和成型段截面压力差从入口至出口逐渐减小，最后达到均匀分布。

为了抑制高含铝推进剂燃烧凝聚相产物的团聚，将含氟有机添加剂加入到含铝聚醚推进剂中，用高速摄像装置研究了推进剂药条的燃烧情况。利用扫描电子显微镜/能谱仪、激光粒度分析仪、X-射线衍射仪、实时粒度测试仪研究了含氟有机添加剂对推进剂燃烧凝聚相产物形貌、粒径、成分和燃烧实时粒度的影响。结果表明：含氟有机添加剂的加入，有助于减少燃烧铝颗粒的尺寸，能明显减少大尺寸凝聚相粒子的生成，在7 MPa时，加入2%的含氟有机添加剂，燃烧凝聚相产物的平均粒径D₅₀从5.83 μm减小到3.06 μm；X-射线衍射仪测试结果显示，含氟有机添加剂的加入导致燃烧凝聚相产物中α-Al₂O₃晶型和θ-Al₂O₃晶型几近消失，主要形成γ-Al₂O₃和δ-Al₂O₃晶型。

针对一类后掠翼可变的变体飞行器，考虑同时存在状态时滞和随机丢包的网络环境，基于切换系统理论，研究了变体飞行器闭环故障检测滤波器的设计问题。将变体飞行器建模成以高度、马赫数和后掠角为参变量的切换系统。为了保证系统能够有效检测出系统故障并且跟踪指令信号，基于一体化方法，设计基于模态依赖观测器的故障检测滤波器和基于残差估计的输出容错控制器。通过多Lyapunov-Krasovskii函数方法和平均驻留时间方法分析系统在异步切换情况下的稳定性。以线性矩阵不等式的形式给出满足给定性能指标滤波器和控制器存在的充分条件。通过仿真验证了所提方法能够有效检测出故障，输出信号能够准确跟踪指令信号，且在不确定情况下具有较好的鲁棒性。

对乙烯-空气预混气体在一端开口的方形容器内泄爆过程进行了实验研究，分析了泄爆面积、泄爆压力和气体浓度对泄爆过程中压力发展和分布特性的影响，结合容器内压力峰值的变化对现有经验公式进行了讨论。结果表明：小面积泄爆时容器内压力出现明显的双峰值现象，且气体浓度主要影响第2个峰值的大小；大面积泄爆时气体浓度对压力峰值影响较小；泄爆面积较小且容器内预混气体接近最佳浓度时方形容器内压力分布梯度明显，远离最佳浓度或泄爆面积较大时容器内压力分布均匀；经验公式计算值与实验值之间的误差随工况变化很大。研究结论为方形容器和建筑物泄爆安全设计提供参考。

为了确定钢丝绳精密传动中预紧力、负载、绳组数、转速对传动精度的影响，搭建了实验测试平台，测量了不同组钢丝绳传动时的传动误差。结果表明：传动误差主要由传动空回和滑移误差组成，绳组数一定时，增大预紧力降低了传动空回，但增大了滑移误差，总的传动误差呈增大趋势；增大负载使传动空回和滑移误差同时增大，总的传动误差明显增大；随着钢丝绳组数的增加，传动空回略有降低，滑移误差显著降低，总的传动误差降低；轮的转速对传动误差无影响。因此，在一定负载条件下，增加钢丝绳组数、降低预紧力是提高传动精度的有效途径，这些结果可为工程设计提供参考。

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题，提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区，通过计算混合电位值确定电极的极化状态；在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上，建立了点电极电位和电流之间的函数关系；利用最小二乘算法计算点电极的电流值，并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场；分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明，所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。

电火花加工是带冠整体叶轮整体制造的重要工艺方法，其电极及加工运动轨迹设计直接影响加工质量和加工效率。由于带冠整体叶轮叶间流道弯扭狭窄，使得电极及其运动轨迹设计往往比较复杂。提出一种以保证电极成形面完整和最大刚度为核心的电极及其运动轨迹同步设计方法,并基于计算机辅助设计UG二次开发平台研究了该同步设计方案的实现方法。以某型带冠整体叶轮的试制加工为例进行了试验验证，结果表明该方法可显著提高设计效率，并能够满足加工精度和加工稳定性要求。

传统故障模式影响及危害度分析(FMECA)多应用于产品故障模式风险分析，而未涉及产品制造流程工艺参数优化优先度分析，且其风险优先数(RPN)分析无法对严酷度、发生概率和检测难易程度进行权重分配。因而参照传统FMECA中的RPN分析方法，以精密齿轮制造工艺流程为研究对象，并考虑齿轮制造当前工艺水平和工艺改进成本等因素，提出优化优先数分析法从而代替RPN分析法，并结合层次分析法-模糊综合评判的方法对齿轮制造流程的各个工艺参数进行优化优先等级评判并排序。最终根据评判结果，提出对重要工艺参数改进的方案，从而提升精密齿轮产品的可靠性和保障性水平。

成败型产品可靠性抽样检验方案设计一直是可靠性试验领域亟待解决的问题之一，使用元启发式算法进行求解是一种新思路。布谷鸟算法是近年来提出的一种新颖的元启发式算法，以其简单高效而获得了广泛应用。提出了以风险距离为目标的成败型产品可靠性抽样检验方案设计模型，之后对标准布谷鸟算法的机理进行了阐述，并针对算法局部寻优能力差的问题，提出了一种两阶 段发现概率方法来协调算法的全局搜索能力和局部搜索能力，最后结合具体的算例验证了该方法的可行性和有效性。

共因失效广泛存在于装备作战任务过程中，合理地对共因失效事件进行建模，对于准确评估装备任务成功概率，具有十分重要的意义。针对现有的多阶段任务成功概率评估模型中没有考虑的一类随机共因失效问题，采用隐式二元决策图法，建立了当共因失效事件的产生服从随机分布时的多阶段任务成功概率评估解析模型，并以某型火箭炮装备为实际案例对模型进行了验证。研究结果表明：所建立的数学模型可以解决随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估问题，为评估装备多阶段任务成功概率提供了模型支撑；合理地任务剖面分析与建模有助于准确评估装备任务成功概率。

介绍了多状态多任务系统可靠性参数的离散事件仿真算法。对多阶段任务系统及其特点进行了分析，提出了利用表决冷储备（AS）树描述多阶段任务系统每个阶段的逻辑结构关系。利用状态图分析了多状态多阶段任务系统的行为。依据离散事件仿真思想，分别给出了多状态多阶段任务系统的仿真算法，具体介绍了算法的假设条件、输入参数、输出参数、算法框架、如何描述AS树、如何确定系统状态、如何确定单元转移状态。给出了计算实例，验证了该算法的正确性和有效性。该仿真算法可以很好地描述多阶段任务系统复杂行为，可以获得多种了解系统运行规律的可靠性参数，具有很强的通用性与实用性。

针对某型新概念武器装备缺乏可比对的现有装备，备件需求历史数据少，对装备本身保障特性缺乏了解等问题，提出应用分数阶GM(r,1)模型进行备件需求预测的方法。应用矩阵扰动理论证明了GM(r,1)模型的扰动界小于GM(1,1)模型的扰动界。利用1阶累加矩阵及其矩阵乘法运算推导出p阶累加矩阵。应用分数阶差分方程理论，将p阶累加矩阵推广到r分数阶累加矩阵，建立分数阶累加灰色模型GM(r,1)。通过矩阵求逆运算，得到r分数阶累减矩阵，简化了r分数阶累减计算方法。应用遗传算法确定GM(r,1)模型最优阶数，利用GM(r,1)模型预测维修备件需求，并通过实际数据实验，表明GM(r,1)模型比GM(1,1)模型具有更好的预测性能。

肘关节的设计和控制是仿人手臂的研究重点。为了得到肘关节的模型，首先搭建测试平台对单根气动肌肉进行静态建模，再建立级联式肘关节的名义模型，采用最小二乘参数辨识得到模型的参数。基于Luenberger干扰观测器设计了滑模控制律。分别采用PID控制、滑模控制和基于干扰观测器的滑模控制对肘关节位置跟踪进行仿真和实验，在仿人手臂末端夹持半瓶矿泉水作为负载和外界不确定性干扰，测试3种控制算法的性能。仿真和实验结果表明，基于干扰观测器的滑模控制位置跟踪精度和鲁棒性均优于滑模控制和PID控制。

针对微夹持器在夹持微小物体过程中的黏着问题，提出了一种基于压电振动控制的释放操作方法。应用弹性黏着理论证明了可利用压电振动效应产生的惯性力克服微夹持器与微小物体之间的黏着力，说明了该释放操作方法的可行性。采用实验方法建立反映压电微夹持器振动特性的动态模型，基于该模型得出稳定释放微小物体时驱动器输入电压幅值和频率应满足的条件。以一种微夹持器为对象搭建实验平台进行微小物体的释放实验，结果表明：所提出的释放操作方法是可行的；同时微小物体的尺寸越小、释放越困难，需要越大的惯性力克服其受到的黏着力。

针对小口径引信化学电池激活时间的测试需求，提出了一种利用弹载存储测试技术同时记录化学电池电压曲线和弹道地磁信号的测试方法。给出了引信电池相对激活时间的定义和测试原理；仿真分析了突变磁场的产生方法及局部地磁信号的畸变特性；给出了动态回收试验方法与试验数据。试验结果表明，该测试方法可以获得电池电压上升曲线、弹丸出炮口时刻及电池相对激活时间，对优化电池性能及提升引信作用精度有参考意义。

竞争择优任务要求炮用象限仪角度测量结果给出不确定度，以便于不同行业领域的理解、交流和比对。在评定测量不确定度的过程中，鉴于实际工程测量样本量小而难以实施A类评定的问题,提出用实验室校准过程近似实际测量过程，利用历史校准数据和线性回归方法，建立了基于统计过程控制技术的A类评定方法，以某型炮用象限仪的历史校准数据并结合MATLAB工具验证该方法可行。用测量不确定传递率法得到了该型炮用象限仪测量范围内任意角度上的扩展不确定度曲线，并用蒙特卡洛法对其进行了验证。

针对篦齿通道中存在的结构相对复杂、封严间隙随工作状态变化、数值模拟计算域网格量大等问题，对不同密封构型参数下的多种直通式封严篦齿模型进行了高速实验研究，并基于实验结果建立能够反映环境参数和封严构型参数对密封性能影响的篦齿泄漏流边界模型。结果表明：该模型能够很好地还原实验规律，可以在多级的压气机计算中可靠地模拟篦齿泄漏流动,并在某3级压气 机中计算得到0.5%的泄漏量将分别导致压气机流量、压比和效率呈现1.4%、0.3%和1.1%的下降。