针对分布式状态估计中卡尔曼一致滤波算法各节点间通信量过大的问题，在保证卡尔曼一致滤波算法估计精度及各节点估计值一致性前提下，为减少各节点间的通信量，提出一种事件触发机制协调各节点间的信息交互过程。推导了相应的卡尔曼一致滤波算法，并证明了其估计误差的有界性；仿真了所提算法在不完全量测下光电探测网中的应用。研究结果表明：与经典卡尔曼一致滤波算法相比，所提算法可在节约网络通信资源前提下，保证网络中各节点估计精度及估计值的一致性。

为分析卡簧约束对多片离合器接触应力分布的影响，运用Abaqus仿真软件建立了多片离合器三维有限元模型。通过数值模拟，得到了多片离合器摩擦表面的接触应力分布规律和多片离合器的温度场分布。仿真和试验结果表明：卡簧约束导致了摩擦副接触应力沿径向分布不均匀，越靠近卡簧，摩擦元件的外径接触应力越大，径向应力差异越大；越远离卡簧，径向应力分布差异趋于平缓，并逐渐接近活塞压力；卡簧轴向约束导致了摩擦元件的径向温差加大，外径温升快，内径温升慢，并且轴向不同位置摩擦元件的温度场分布不一致，近卡簧侧的摩擦元件更易发生热翘曲；离合器低速长时滑摩试验验证了该温度场模型的正确性，所建模型能够切实有效地反映离合器的实际温升特性。

特种车辆驾驶室减振器的阻尼特性是由阀系参数决定的，准确地求解节流阀片在阀口位置的变形是通过仿真准确获取减振器阻尼特性的关键。以特种车辆驾驶室减振器为研究对象，建立其节流阀片在区间线性均布压力下的力学模型及变形解析式，并进行了正确性验证。分析阀片开度随阀系结构参数变化的规律，在此基础上建立驾驶室减振器阻尼分段特性仿真模型，并通过仿真实例与试验进行了对比验证。结果表明，不同速度下阻尼力仿真结果与试验结果相对偏差均在6.19%以内，说明所建立的驾驶室减振器阻尼分段特性仿真模型可较为真实地复现减振器的动态阻尼特性。

为了研究二甲醚与氢气稀混合气在中低温条件下的着火延迟特性，利用快速压缩机实验台架测量了二甲醚与氢气稀混合气在上止点温度628~858 K，上止点压力12~22 bar，当量比0.30~1.00，掺氢比0%~85%条件下的着火延迟期。同时，采用有限元分析软件Chemkin-Pro对着火过程进行了模拟计算。实验和模拟研究结果表明：氢气的添加使得着火延迟期呈非线性增加，且在掺氢比超过60%和较低的上止点压力下氢气对着火的抑制效果更加明显；二甲醚与氢气稀混合气在较低当量比0.30下的燃烧与放热出现低温、高温第1阶段和高温第2阶段3个阶段，且随着掺氢比的增加，三阶段的燃烧与放热现象弱化。化学动力学分析表明：二甲醚主要在低温、高温第1阶段反 应过程中消耗，氢气主要在高温第2阶段反应中消耗。

为研究并减弱永磁式圆筒型电涡流阻尼器在强冲击载荷下去磁效应对火炮后坐阻力的影响，根据其工作原理，对永磁体励磁等效处理，得到不同磁体数目下后坐阻力。建立电涡流阻尼器动力学模型，分析了去磁效应的存在,研究了不同磁靴厚度、内筒厚度、外筒厚度对阻力特性的影响。对内筒分段处理，建立强冲击载荷下后坐阻力优化模型。通过最优拉丁方进行试验设计，利用径向基神经网络与带精英策略的非支配排序遗传算法对后坐阻力规律进行多目标优化研究。研究结果表明：优化后后坐阻力曲线平台效应增强，优化方法、对象有效；涡流阻尼力由强变弱、复进机力占主导时的后坐阻力峰值分别降低了12.6%、2.3%，有效减弱了电涡流阻尼器后坐过程去磁效应的影响。

为满足某埋头弹火炮反后坐装置对不同弹种发射时的可调节适配性，并在满足最大后坐力的同时减小最大后坐位移，提出了一种基于多级环形通道的磁流变液缓冲器。利用有限元方法分析了缓冲器磁路，得出了阻尼通道平均磁感应强度与励磁电流的关系；利用安东帕流变仪测试数据，辨识了磁流变液在零磁场和磁场下的模型参数；建立阻尼通道中磁流变液的流动微分方程，在考虑惯性项和边界滑移条件下，得出了阻尼通道内磁流变液的流速分布特征，推导了缓冲器的阻尼力与活塞速度之间关系；根据理论研究结果，制作磁流变液缓冲器，构建了落锤冲击实验台，并进行不同冲击速度的冲击实验。研究表明：不同惯性效应和边界滑移条件下磁流变液流动速度分布规律相似，但流动速度峰值不同；边界滑移系数为0.000 1时磁流变液缓冲器的理论缓冲力与实验值接近；在冲击速度为1.55 m/s、电流从0 A变化到3 A时，缓冲力峰值增大了15 000 N；在冲击速度为1.90 m/s、电流从0 A变化到4 A时，缓冲力峰值增大了25 000 N.

为研究杀伤战斗部的空炸威力，建立战斗部有限元模型和破片着地坐标计算模型，利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对战斗部动态起爆过程进行了数值模拟。根据模拟得到的破片初速和飞散方向，结合破片在空气中的速度衰减公式以及对无防护有生目标的78 J动能杀伤标准，计算出有效杀伤破片在地面的坐标，并对不同炸高条件下有效杀伤破片在地面目标靶上的分布情况进行分析。研究结果表明：炸高为8 m左右时，战斗部满足杀伤威力指标要求；仿真结果与试验结果基本吻合。

为研究固定舵二维弹道修正弹的修正能力，采用流体力学分析软件Fluent与机械系统动力学自动分析软件Adams联合仿真方法建立了固定舵二维修正弹的动力学仿真模型。基于鸭舵修正原理提出了仿真环境下鸭舵减旋和测姿的模拟方法，在Adams软件环境下通过在舵片模型上建立Marker监测点实现了对鸭舵实时滚转角的直接监测；应用该仿真方法对横风作用力从1 N增大到10 N的情况进行仿真，相比于无风干扰，横偏增加了36.5%到298.0%；分别对10 N横风作用力、0.5°横向跳角和0.5°定起角干扰下的弹道修正进行了仿真。研究结果表明：相对于无修正情况下的横偏，在10 N横风作用力下的修正量能够达到90%，由跳角引起的横向、纵向落点偏差得到显著降低；通过与半实物仿真实验及实弹射击试验的对比，证明该仿真方法具有一定的合理性。

为获取大尺寸弹体对4层钢筋混凝土薄靶的贯穿破坏特性，开展了实验与仿真研究。以300 mm口径平衡炮作为发射平台，驱动280 kg截卵形弹体以337 m/s低速正贯穿4层抗压强度为41.8 MPa的钢筋混凝土薄靶，发现靶板破坏区域由锥形前坑区和后坑区组成。在此基础上建立了弹体正贯穿钢筋混凝土薄靶的破坏模型，并对破坏特性相关因素进行了分析。建立了有限元数值仿真模型，采用有限元分析软件LS-DYNA对整个贯穿过程进行了计算。将数值仿真结果与实验结果进行了对比，结果表明：速度及动能消耗最大误差分别为0.82%和6.21%，一致性较好；建立的数值仿真模型可用于弹体对多层靶侵彻能力的预估。

为开展破片群侵彻下纤维增强层合板的防护设计，采用瞬态非线性有限元，进行了破片群侵彻下纤维增强层合板破坏机理的研究。阐明破片群侵彻下纤维增强层合板的破坏模式及过程，揭示破片群侵彻能力的增强效应，并分析破片数量、破片初速和破片间距因素对其影响规律，提出了破片群穿甲能力的等效方法。结果表明：与单破片侵彻相比，破片群的穿甲能力大大增强，其可与增大长度的单破片穿甲能力等效，为破片群侵彻下结构的穿甲防护设计提供了参考。

固体火箭推进剂低温下点火瞬间高速加载的耦合作用可能会导致推进剂结构发生破坏，针对此问题，利用推进剂中止熄火的原理，设计了一种中止压力可控模拟点火冲击试验装置，以点火药燃烧产生的燃气对推进剂进行模拟点火冲击。点火压力根据药室容积和点火药量之间的计算公式确定，中止压力通过爆破片破片压力控制。通过对点火冲击过程的压力与时间和升压速率与时间关系曲线分析，得知点火压力和点火方式对点火药燃气的升压速率影响较大。多次重复试验表明：该加载方法中止压力可控，压力偏差<±5%；弱点火时升压速率为2 000 MPa/s，强点火时升压速率达到5 000 MPa/s， 高于通常发动机点火的升压速率；可作为固体火箭推进剂模拟低温点火冲击的研究手段。

在保证平台转动惯量和质量偏心不变的情况下，为进一步减小平台摆动角速率以提高解算精度，提出一种可减小轴承摩擦力矩的双轴承嵌套结构。该结构通过内外轴承嵌套实现对弹体滚转角速率的二次隔离，结合半捷联平台工作原理以及SKF轴承摩擦力矩算法，得到双轴承嵌套结构和单轴承结构的摩擦力矩理论数据，对比发现双轴承嵌套结构产生的摩擦力矩为单轴承产生摩擦力矩的35.7%. 为了对理论分析验证，进行了地面半物理仿真试验。结果表明，基于双轴承嵌套结构半捷联平台的摆动角速率和滚转角误差均减小为基于单轴承结构连接平台的50%，说明双轴承嵌套结构更有利于实现高精度解算。

针对现有归零Turbo码码长、帧同步、码率等参数识别算法存在容错性能低且计算复杂度高的缺点，提出了一种具有高容错性的识别算法。利用每帧初始两码元的差分结果为确定零点特性，构建新的差分序列分析矩阵，通过改变分析矩阵的列数并作特定的矩阵变换，实现码长识别。基于极大极小准则，解算出确定零点与随机零点的判决门限，实现确定零点识别，然后通过遍历确定零点，完成帧同步识别。从工程实际以及编码约束关系出发，遍历码率以及寄存器个数的可能值，实现码率以及寄存器个数识别。仿真实验表明：差分确定零点位置分布与总结的3个特点一致，判决门限能够有效判断差分确定零点；该算法容错性能较强，在误码高达0.20条件下，各种参数识别率能够达到96%以上，且所需码元数据量以及计算复杂度远小于现有算法。

为解决当前多数算法在求解无线传感器网络中最小暴露路径（MEP）时未考虑其路径上最大暴露值的问题，将该信息融合到经典Dijkstra算法（DA）中，构建了考虑最大暴露值的DA（DAME），并与导向相遇随机漫步（TGSARWI）算法相结合，形成TGSARWI DAME. 仿真结果表明：该算法在维持计算复杂度与TGSARWI DA相当的前提下，能够很好地规避暴露值较大的路段，将MEP上的最大暴露值平均降低14.7%；该算法能实现MEP的暴露度与TGSARWI DA的高度一致，其平均相对误差不超过2.2%；与经典DA相比，该算法不仅计算复杂度大大降低，还能在路径暴露度略有上升的条件下显著降低最大暴露值；该算法可应用于战场穿越等传感器重点部署领域。

利用电沉积技术在碳钢表面制备纳米晶钴镍合金镀层，并辅助超声波分散加机械搅拌，获得具有良好减摩性能的纳米晶、低微摩擦系数的钴镍合金镀层材料。研究了电流密度、温度、pH值等工 艺参数对合金镀层成分及耐磨性的影响。利用扫描电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪分析了镀层表面的显微组织、相结构及成分含量，通过UNMT1微纳米材料力学综合测试系统考察镀层的微磨损性能。结果表明，获得的合金镀层组织细密、结构均匀，工艺参数对合金层的微摩擦系数影响较大，在最佳工艺参数电流密度1.5 A/dm²、温度50 ℃、pH值为4.0时合金镀层的平均摩擦系数最小为0.18，合金具有较好的耐微摩擦磨损性能。

采用等径通道挤压（ECAP）法制备了超细晶铜，分析其微结构的热稳定性及其对材料动态力学性能的影响。利用Hopkinson压杆及MTS液压伺服实验机对ECAP超细晶铜和原始铜帽型剪切试样进行应变控制加载，结合图像数字相关法及“冻结”回收试样的微观和X射线衍射分析，对其动态剪切变形行为及微观组织演化开展研究。结果表明：ECAP后的超细晶铜在准静态剪切下具有应变硬化特征，但在高应变率下剪切应力-剪切应变曲线呈软化特征；高加载率下产生动态再结晶的绝热剪切带是导致应变硬化率为负的原因；按塑性功计算的超细晶铜再结晶温度仅为325 K，因此超细晶铜在高应变率下易发生绝热剪切失稳变形现象。

为探索固体与液体（简称固液）两相磨粒流抛光异形曲面的有效性，采用标准k-ε模型和压力耦合SIMPLEC算法，通过对不同入口压力条件下固液两相磨粒流抛光多边形螺旋曲面膛线管进行数值模拟研究，获得多边形螺旋曲面流道近壁面处的动压、湍流动能、湍流强度随入口压力变化特性，分析入口压力对固液两相磨粒流抛光异形曲面的质量控制规律。为验证数值分析的准确性，进行了必要的固液两相流抛光实验，以异形曲面零件-膛线管为研究对象，对磨粒流抛光前后膛线管内表面的表面形貌和表面粗糙度进行了检测分析。研究结果表明：固液两相磨粒流抛光异形曲面可有效提高异形曲面的表面质量，经磨粒流抛光后的膛线管内表面纹理变得更加平滑，可获得理想的表面形貌，表面粗糙度由抛光前的1.450 μm降低至抛光后的0.296 μm；随着入口压力的增加，磨粒流抛光后的异形曲面零件表面纹理更加致密，表面质量得到明显改善。

为解决基于机械手的超声自动检测系统检测过程中碰撞问题，将超声检测系统分为碰撞体和静止体，并引入基于距离场的碰撞检测算法。结合检测机械手的运动学方程，在超声自动化检测系统虚拟环境中进行碰撞检测，实现了镁合金弹壳检测过程中对系统的防碰撞监测。通过对比不同扫描参数的检测实验，分析静止体与碰撞体最短距离的变化规律，实现镁合金弹壳的超声检测工艺优化；将近似距离场的改进算法与传统方法进行了对比实验。实验结果表明：改进算法使碰撞检测效率提升了80.62%，可满足镁合金壳体超声检测防碰撞的效率要求，且在关键位置可保证与传统距离场检测算法相同的精度。

为设计一种可以在迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式之间灵活转换的轮、腿混合四足机器人，提出一种采用3-PUPS机构的超冗余、可变胞并联机械腿，其构型可以通过伺服电机的抱闸锁定实现变胞变换，从而使机械腿能根据任务需求实时改变自身构型和性能。在建立机械腿3-PUPS机构的运动学和静力学模型基础上，通过定义运动学和静力学性能评价指标，分析了机械腿尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律，从而确定机械腿一组使机械腿运动学和静力学性能较为均衡的结构参数，并研制出机械腿的实验样机。建立轮、腿混合四足机器人整机的通用运动学模型，定义机器人整机的性能评价指标，分析机器人整机尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律，并确定整机尺寸参数值，在此基础上完成了轮、腿混合四足机器人整机的设计方案。通过一套专用机器人标定系统对机械腿的实验样机进行位姿测量实验。研究结果表明：机械腿运动平台的实际运动沿x轴方向最大偏差为0.041 mm，沿y轴方向最大偏差为0.040 mm，沿 z轴方向最大偏差为0.040 mm；绕z轴姿态角最大偏差为0.041°，绕y轴姿态角最大偏差为0.043°，绕x轴姿态角最大偏差为0.045°；机械腿实验样机达到了通用式工业机器人的精度水平。

为分析钢丝绳在提升工作过程中绳上的应力分布和疲劳失效情况，以某型特种设备用6× 36 WS钢丝绳为研究对象，对钢丝绳在轴向拉伸和绕滑轮弯曲状态下的应力和疲劳寿命进行了仿真研究。建立钢丝绳的有限元模型，仿真分析了其在轴向拉伸和绕滑轮弯曲状态下的应力分布情况；进行钢丝的疲劳试验，得到了钢丝疲劳寿命数据；根据钢丝疲劳数据和钢丝绳有限元分析结果，依据Miner线性累积损伤理论进行了钢丝绳的疲劳寿命仿真分析。结果表明：钢丝绳在相邻钢丝接触区域、相邻绳股接触区域以及钢丝绳与滑轮接触区域应力较大，应力越大的部位，最先发生疲劳失效，疲劳寿命越小。

为预测敷设于松软泥泞地基之上的柔性路面在车辆荷载下的静力性能，选取Duncan-Chang本构模型模拟地基土体非线性弹性力学特性，将柔性路面结构简化为膜-梁单元力学模型。考虑路面结构受载大变形、地基与路面的接触非线性，采用有限元分析软件Abaqus建立柔性路面结构的非线性分析模型，得出了路面结构受载后变形和内力响应等结果，并通过实载试验验证了数值分析结果的准确性。结果表明，基于Duncan-Chang本构模型的路面结构非线性分析方法能够满足工程分析要求。

为提高星载微推进器的推力测量精度，对电容位移传感器测量位移时的极板不平行误差进行了研究。在分析电容位移传感器工作原理的基础上，以典型扭摆测量系统为例，分析了极板不平行误差随着横梁扭转角变化的关系。根据位移测量臂长为0时极板不平行误差及宽度余弦误差大小与扭转角方向无关这一特性，确定了极板不平行误差的标定方法，设计了实验装置。对有效极板半径3.5 mm、量程1 mm的传感器以0.5°为调节步长进行了标定，得到极板不平行相对误差相对于理论值的偏差值为17.4%.根据标定结果得出结论：当稳态扭转角接近负向最大值时，引入的推力测量误差会快速增大到3.25%；当稳态扭转角接近正向最大值时，引入的推力测量误差逐渐增大到0.04%，对应的推力测量误差为0.1 μN量级；当推力测量误差小于微牛量级时，极板有效半径不能大于7 mm.

为帮助因战争引起的下肢残障者进行康复训练，设计了一种具有安全性强、智能化程度高、人机交互友好等特点的助行机器人。采用运动学和动力学分析方法获得运动方程和力检测模型，分别建立了机器人直行与原地转弯情况下的运动控制系统；基于人因工学研究与工业造型优化设计的结果，使机器人达到了功能性与美观性的有机结合；通过仿真实验，验证了所设计的机器人在伴随患者进行移动式训练时可提供安全保护。结果表明，该机器人在下肢康复训练过程中是有效与可行的。