变幅平衡阀安装在汽车起重机变幅系统的液压回路中,起到负载保持和控制负载运动速度的作用。在分析某型起重机所用平衡阀的组成结构和功能原理的基础上,针对其主阀芯的复杂通流形式,采用一种节流槽和阀芯表面通流面积分开计算后整合的方法,得到主阀芯整体的开度-过流面积曲线。利用AMESim仿真软件建立平衡阀中单向阀和主阀芯的仿真模型。通过对比平衡阀流量压力特性的仿真与实验结果,表明采用此计算方式得到的开度-过流面积曲线可以准确地反映平衡阀工作时的性能特征。对影响平衡阀流量压力特性的关键因素进行了探究,为平衡阀的优化设计提供了模型支持和参考思路。

针对气动先导阀动态响应低的问题,在分析结构特点和工作原理的基础上,利用AMESim建立仿真模型,通过参数化仿真研究主阀弹簧刚度、弹簧预紧力、气源压力和节流孔大小对先导阀动态响应的影响,结果显示各参数对气动先导阀动态响应特性的影响各不相同,很难通过调节某一参数得到最优解。在参数化仿真分析的基础上,基于SimV&Ver Math进行多参数优化仿真,利用贝叶斯+拟牛顿的优化算法得到最优解,将气动先导阀的总响应时间降低了7.2 ms,并通过试验验证了仿真分析的正确性。

比例方向阀是电液控制技术中最基础的元件之一,其作用是对液压执行机构的速度、方向、位置和输出力进行连续控制。在比例方向阀使用过程中,发现电压指令相同时,当比例方向阀阀口的压差较大时,随着压差的增加,流量出现了不增反减的现象。为了解释该现象,建立两种比例方向阀的静态仿真模型第一种静态仿真模型基于液动力和阀口流量的经验公式;第二种静态仿真模型基于通过ANSYS Fluent流场数值计算得到的液动力和阀口流量插值公式。静态仿真结果表明阀口流量不增反减的原因在于当压差增大时,液动力增加导致阀芯位移减小,进而使流量减小。实验结果证明相比传统的经验公式,使用基于流场仿真数据得出的稳态液动力和阀口流量插值公式时,静态仿真结果更接近实验结果。

为解决电力塔材运输问题,设计了一套电力塔材运输车液压系统,此系统以双闭式泵和一开式泵为动力基础,采用轮履复合式底盘液压驱动,对行走系统和功能系统进行了设计计算和液压元件选型,校核了选型参数可以满足使用要求。运用AMESim仿真软件对行走液压系统进行了建模仿真运算,仿真结果表明行走液压系统满足设计要求。

数字液压风力机可根据风速大小使相应排量液压泵参与工作,使液压风力机在整个工作风速范围内始终保持高效。由于大型风力机不具备开展实验研究的条件,且风力机中的液压系统具有较强的非线性,为了准确研究数字液压风力机多泵切换时系统工作特性的变化规律,提出了一种基于Links-RT的数字液压风力机半实物仿真系统,并对数字液压风力机风轮特性模拟和最大功率跟踪控制进行设计。通过风速阶跃变化、恒定风速时多泵切换、渐变风速多泵切换3种工况下数字液压风力机工作特性的实时仿真测试,验证了数字液压风力机半实物仿真系统的正确有效性,为数字液压风力机的稳定运行和风能高效利用提供理论依据和技术参考。

某气动式绝对压力调节器使用过程中出现产品打不开及出口压力低的故障,基于MATLAB对产品内部二位四通阀进行建模分析,模拟在飞行振动条件下阀体弹簧和阻尼的运动工况并建立动画仿真,结果表明,双弹簧、双阻尼阀体在该振动条件下无法可靠按压活门座,开度增大0.13~0.20 mm,关闭功能丧失,导致反馈腔压力升高,活门出口压力低;Simulink仿真电磁阀模型,得到不同电压下电磁铁吸力和出现干涉动摩擦力差值,结果表明,差值小于3 N,电磁铁通电无动作,产品气路无法打开。通过将双弹簧、双阻尼结构改为单弹簧、单阻尼结构,改进电磁铁磁芯及配合尺寸,并改进动密封的石墨环。通过试验复现故障情况,验证改进措施,为气动式压力调节器设计提供参考。

为了更好的度量三维CAD模型以实现面向设计领域的典型模型结构信息的智能重用，提出了基于粒子群算法优化的三维CAD模型典型结构挖掘和相似性评价方法。算法首先由组成模型各面的边的数目构造相似性评价矩阵，然后以此为描述体，通过粒子群算法搜索两模型的面最优匹配序列，最后根据搜索到的面最优序列提取并计算面相似度，进而对模型整体的相似度进行计算。通用ESB模型库实验结果表明，与已有算法相比，所提算法可以更准确地描述三维模型的典型结构相似性，有助于典型结构的准确挖掘和设计重用。

厚度分布是影响膜片顺利翻转较大的因素，为获取两种方案厚度分布的膜片在翻转过程的形变、应力、应力分布及质心的横移量，通过对推进剂贮箱金属膜片采用UG建模，结合非线性有限元分析软件Patran模拟分析膜片的大变形非线性特性，经过对比从而寻找出具有较优翻转特性的膜片厚度分布区间为0.9~1.3mm，且第二种方案应力分布更为均匀;结合实验验证仿真真实性，通过实验测得起翻压差为0.14MPa，且压力达到0.45MPa时液体可以完全排出;推进剂最大流量达到工作要求，且翻转时的最大偏心量符合设计要求。

为探讨燃油箱振动耐久性试验中半箱油对燃油箱结构的影响，利用有限元软件分别对某燃油箱在空箱状态进行模态分析和在半载状态下（即燃油箱额定容量的1/2的油）利用流固耦合的方法进行阻尼振动分析。分析得到了这两种状态下燃油箱的固有频率及对应振型，并对该燃油箱进行扫频试验验证。结果表明，在空箱状态下，最大位移出现在隔板上，在半载状态下，最大位移出现在下箱体上，并且燃油箱的前四阶固有频率均有不同幅度的下降，下降幅度最大达到56.8%。可见由于半箱油对该燃油箱的作用使该燃油箱的固有振型发生改变并且使其固有频率大幅降低，而且随着固有频率阶数的上升，下降幅度也在减小，其中第一阶固有频率受影响最大。此外这种分析方法可以对燃油箱在装载油液后，在振动耐久性试验中是否会产生共振，起到预测和防范作......

针对结构拓扑优化中存在的计算量大，计算效率低的问题，以二维结构拓扑优化问题为研究对象，提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究，结合GPU并行计算的基本特点，采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵，相对于MATLAB向量化计算，该算法加速效果显著。以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例，在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算，得到了清晰的拓扑构型，将该方法与现有计算方法进行对比，GPU并行计算速度有较大提升。