液压挖掘机动臂存在设计冗余的问题,为了对动臂的截面参数进行优化,首先对动臂的铰点受力进行了分析,建立了多体动力学模型,通过刚柔耦合动力学仿真,确定了动臂的各个铰点在坐标轴方向上的最大受力。通过单因素静力学仿真试验,建立了臂截面参数与最大等效应力之间的单因素数值拟合模型,通过多因素正交仿真试验,建立了多因素复合数值拟合模型,并将试验值与数值模型计算值进行比较,验证了模型的准确性。最后,以最大等效应力的最小值和抗弯截面系数的最小值为优化目标,利用遗传算法进行参数优化,获取最优设计变量。优化结果表明,优化后的截面参数较常规设计更能综合发挥材料的能力,优化方法为减少冗余设计提供了参考。

针对带式输送机在运行过程中的张紧力需要依据实时的工况进行调整的现象,依据系统的需求,设计了液压张紧装置,可满足自动化的动态张紧,通过Matlab仿真分析的方式确定了系统的稳定性。经实践表明,该设计满足了带式输送机的运行需求。

为了生成挖掘机系统虚拟仿真平台驱动信号,开发一种基于状态规则的虚拟驾驶员模型。以中型液压挖掘机为平台对其作业过程进行测试分析,构建基于典型作业工况的挖掘机通用操作规则,结合操作经验及执行机构状态特征进行单作业循环任务点设置。建立工作装置线性时不变系统模型和回转机构线性参变模型,建立模型预测控制算法,进一步构建基于任务协调控制器和模型预测控制器的虚拟驾驶员模型,通过任务标识和对最优控制问题的迭代求解,实现执行机构的轨迹跟随。将开发的驾驶员模型与挖掘机系统模型集成进行仿真。研究结果表明:该模型可较好地反映挖掘机实际作业特征,可为挖掘机设计开发及自动化作业提供重要支撑。

结合目前我国采棉机的发展现状,设计一款双排三行采棉机的液压系统,并通过AMESim软件对其中采用负载敏感液压技术的采棉头仿形系统进行仿真分析。结果表明,该采棉头仿形系统在提升过程中能很好地实现速度的稳定控制;但在速度下降过程中,下降速度随液压缸承受负载的增大而增大。而通过在液压缸下腔添加平衡阀能很好地解决此问题,但须对平衡阀的设定压力和控制比这2个主要参数进行合理设置。

液压制动系统性能关乎磁悬浮列车的行车安全,是评价列车行驶质量的重要指标之一。开展小型磁悬浮列车液压制动系统研究,以总体技术参数为基准,结合Q/CRRC J 1060-2020等行业标准,围绕制动系统设计目标,确定制动系统的功能及配置,设计液压制动系统原理图,完成液压制动系统功能规划、关键制动参数理论计算。通过AMEsim对设计的液压制动系统开展仿真分析。结果表明:1)蓄能器充液时间与理论计算误差小于1%;2)紧急制动蓄能器储液能够实施3次紧急制动,高于行业标准要求的2次;3)当紧急制动电磁阀节流孔直径大于4 mm时,紧急制动响应时间为0.5 s,低于业内普遍要求的1s;4)当常用制动电磁阀节流孔直径大于1.6 mm时,在电控系统的干预下,既能满足常用制动减速度要求,又能将常用制动冲击率控制在合理的范围内。

采用恒功率柱塞泵作为轮式液压挖掘机的回转驱动动力源,提出了一种负流量控制方案。通过AMESim仿真确定复位弹簧刚度对系统回转控制性能影响,仿真测试和实际测试结果相符,说明仿真分析都是正确的。结果表明:随着复位弹簧刚度的增大,压力峰值时间也更长;随着复位弹簧刚度的增大,压力响应速度出现了变慢。在不同的复位弹簧刚度下获得了基本一致的阀出口流量最大值,但会引起控制阀换向过程形成不同的流量响应速度。增加控制阀开度的过程中形成了更大的流阻压力,压力达到6.23 MPa后达到稳定状态。系统流量响应速度相对压力响应存在一定的滞后性,而流量增大时则没有出现明显的脉动。

由于大采高液压支架的承载复杂多变,对不同工况下的液压支架的性能进行静力学仿真分析,分析认为,在进行液压支架的设计过程中,应依据液压支架的应力及变形分布,采用不同的材料及结构设计,以提高液压支架的整体性能,满足大采高综采的需求。

为了研究和评价加装电磁阀断油的柴油自卸车喷油系统的性能,分析确立了这种改进的喷油系统的数学模型,利用HYDSIM建立了该系统的仿真模型,通过计算机仿真获得了柴油机转速失控时的油喷射率。结果表明：转速失控13.75 ms时燃油喷射率下降为零,比原系统提早7.5 ms停止燃油喷射。在此基础上,分析得出了电磁阀参数对系统的影响：电磁阀阀芯质量变化对系统响应时间影响不大,增大电磁阀弹簧刚度可以缩短响应时间,电磁阀阀口直径与高压喷油泵入油口直径相同时响应最快。研究表明,该系统能有效控制柴油机自卸车转速失控,合理确定电磁阀的参数能明显提高柴油自卸车的运行安全和使用寿命。

通过对直线式电磁控制阀的结构和工作过程进行分析，建立了怠速控制阀的动态力学模型，并利用仿真分析软件对怠速控制电磁阀在不同工况下的响应进行了特性分析；根据发动机进气模型，进一步研究了电磁闽控制参数与发动机怠速工况下的进气量、发动机转矩以及发动机转速之间的关系。对怠速控制系统的闭环设计，稳定怠速工况转速、优化点火提前角以及确定合理的空燃比等要求提供重要的参考。

针对EP阀轴对称的结构特点,建立有限元分析模型.考虑电磁材料非线性及漏磁因素的影响,采用微分标量势法(DSP)对旅客列车电空制动系统中EP电磁阀三维静态性能进行仿真分析.结果表明,电磁阀的安匝数、工作气隙、非工作气隙等设计参数是影响电磁阀性能的主要参数.额定电流为450 mA、线圈匝数为3 200、工作气隙和非工作气隙分别为2 mm和0.2 mm时,EP阀各项性能最优.为了减小加工工艺对EP阀工作性能的影响,磁铁和阀罩的同轴度应控制在8级,铁芯外径表面粗糙度应抛光至0.8 μm.试验表明按照仿真方法设计的EP阀,其各项性能指标均达到了设计要求.