在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与叶轮振动时域特性,对载荷脉动进行频率转换并对叶轮模态进行频域分析。分析表明涡轮叶片所受压力载荷脉动幅值最大处位于叶片入口与外环连接处;压力载荷脉动与叶片振动的幅值沿叶片入口到出口逐渐减弱,且随着速比升高载荷脉动幅值与叶片振动响应明显减弱;涡轮脉动峰值频率在叶轮第2阶与第3阶模态之间,随速比升高,压力载荷脉动频域幅值明显减弱。

针对滑翔制导炮弹的气动、弹道设计问题,为有效提高炮弹的滑翔性能,本文研究了一种气动-弹道综合优化方法。该方法采用工程算法进行气动分析,采用自适应配点的Radau伪谱法进行弹道分析,可综合考虑气动外形的静态参数优化和滑翔过程中攻角控制规律的动态优化;利用Kriging模型建立了炮弹外形参数和性能指标(如射程、飞行时间等)之间的映射关系,实现了外形优化和弹道优化的紧密耦合,并利用组合加点准则不断更新模型直至收敛得出最优外形和最优弹道。本文分别以射程最大和飞行时间短/控制能量消耗小为目标函数,对某滑翔制导炮弹的鸭舵、尾翼外形参数进行综合优化。仿真结果表明,相较于基准方案,综合优化方案有着更优异的弹道性能,其中Opt-1方案使射程提高了37.8%,Opt-2方案在攻击固定目标时能有效减少飞行时间并使控制能量消耗降低46%,验证...

根据履带车辆对静液转向控制机构的特殊需求,为保证系统性能的稳健性,以变量伺服机构的跟踪精度、相对稳定性分布的均值及标准差为优化目标,通过建立液压泵变量伺服机构工作过程的动力学模型,应用蒙特卡洛方法建立其跟踪精度等性能的稳健性优化设计新方法。研究表明,通过优化匹配液压泵变量伺服机构反馈拨叉长度、阀口梯度、活塞直径的设计名义值,不仅能保证系统具备良好的跟踪精度和稳定性,而且能增强系统抵抗结构参数、油液参数变动的能力,即显著增强系统的稳健性。

为提高枪弹的命中精度,对一种增程灵巧枪弹的气动特性数值计算进行分析。建立枪弹计算模型,应用气动仿真软件FLUENT,采用数值仿真的方法,分析弹头及弹尾外形尺寸变化对灵巧枪弹气动特性的影响规律,并以国外枪弹为基础对其进行算例验证。仿真结果证明了该数值仿真方法的准确性,可为枪弹气动特性分析提供参考依据;随着弹尖半径的增加,枪弹阻力系数逐渐增大,升力及俯仰力矩系数的变化并不明显;随着圆弧部半径的增加,枪弹阻力系数增大,升力系数减小,俯仰力矩系数增大,枪弹纵向静稳定性减弱;随着交界处半径的增加,枪弹阻力系数减小,升力系数减小,俯仰力矩系数增大,枪弹纵向静稳定性减弱。

分析气动液压弹射方式的两种弹射装置类型,研究一种以压缩空气为动力源、油液为传动介质,且具备油液自缓冲结构的多级气动液压弹射装置的弹射性能。针对弹射过程中气腔气体复杂多变过程、封闭油腔油液流动非线性、多级缸运动关系的不确定性及油液缓冲结构,结合真实气体热力学效应,推导封闭油腔油液的压力动态变化模型及多级缸动力学非线性模型,建立描述多级气动液压弹射过程的数学模型;通过数值求解方法,分析该多级气动液压弹射缸的运动规律及弹射性能。研究结果表明该多级气动液压弹射缸建压过程迅速,并能在0.2 s内以2.4 m有效弹射行程,将重1.5 t负载加速至19 m/s,弹射最大过载不超过16 g,且相邻两级缸的相对速度不超过15 m/s.

回程球铰副是应用于轴向柱塞变量泵的机械结构,为研究其空间相对运动特征,结合回程球铰副的几何特征与相对运动关系,提出基于柱面特征的油膜润滑机理分析模型。通过拓展经典JFO空化算法以考虑复杂表面剪切速度影响因素,建立回程球铰副油膜润滑数值分析方法;对比分析斜盘倾角7.5°、12.5°与17.5°3种典型工作条件下的润滑状态,以及摩擦副表面剪切速度分布、间隙形状分布、空化指数分布和压力分布之间的关系。研究结果表明：间隙形状引起的动压效应与表面剪切速度引起的伸缩效应共同决定油膜压力场具有＂双峰双谷＂的分布规律,伸缩效应与斜盘的倾斜程度呈正相关性,是导致润滑承载力下降的重要因素;回程球铰副润滑设计需综合考虑伸缩效应与动压效应对油液成膜过程的复合影响。

针对轴向柱塞泵在工作过程可能出现的空化现象进行研究.目前使用的稳态流体模型在计算流体属性（密度和体积弹性模量）时没有考虑气体演进的动态特征.针对此问题,提出一种动态流体模型,该模型考虑液压油中气体（空气）的动态演进过程,包括气体的产生、消解以及在不同控制体积之间的输运和分布.应用此模型到轴向柱塞泵的压力流量特性仿真中,分析了气体影响泵特性的内在机理.分析结果表明：稳态流体模型会低估空化对泵出口流量和压力的影响,而动态流体模型从本质上揭示了空化时泵出口流量压力脉动的增加以及平均流量的降低是因为气相对流体可压缩性的改变.

为更好地表征液压泵的退化状态,对液压泵退化特征提取方法和退化状态识别方法进行研究。基于S变换分析非平稳信号的优异能力以及相对熵较好表征振动信号概率分布差异的特性,提出S变换相对谱熵的液压泵退化特征提取方法,对液压泵仿真信号分析结果验证了所提出的S变换相对能谱熵和S变换相对奇异谱熵作为退化特征的有效性和可行性。将两个特征指标组成退化特征向量,对滑靴磨损和松靴故障模式下不同故障程度的液压泵振动信号进行分析,进一步验证所提出的特征指标作为液压泵退化特征的有效性。将加权灰关联法用于液压泵退化状态识别,建立了液压泵的标准退化模式矩阵,对两种故障模式下液压泵待检测样本的退化特征向量和标准模式矩阵做加权灰关联分析,根据灰关联度的大小判定液压泵的退化状态,结果验证了所提出方法的良好性能。

油液体积弹性模量对液压系统的动态特性有着重要影响,而现有模型尚无法准确反映油液压缩与膨胀过程的动态特性。引用分析了4种基于集中参数法的液压油有效体积弹性模量的稳态模型（Wylie模型、Nykanen模型、Ruan模型和AMESim模型）,结合空气和蒸汽的动态传输方程,推导得到了考虑含气量时变特征的有效体积弹性模量动态模型。在此基础上,分析了4种稳态模型分别在高压区和低压区的变化特性,研究了AMESim模型和动态模型稳态值的差异性,验证了动态模型的有效性。研究表明：由于假设含气量不变,Wylie模型、Nykanen模型在全压力范围内差别很小;高压时Ruan模型计算结果稍大,而AMESim模型计算曲线较为特殊,受空气分离压影响很大;低压时Ruan模型、Wylie模型计算结果非常接近,而当压力低于饱和蒸汽压时AMESim模型计算值约为0.在应用Henry定律条件下,动态模型预测...

大型起竖装置普遍采用多级液压缸驱动,在缸体初始长度相同的情况下,多级缸较单级缸行程更长,但是其结构也更复杂。为得到多级缸的特性,基于容腔节点法建立了多级缸的运动模型,考虑润滑油膜的信息改进了Lu Gre摩擦力模型,采用迟滞因子的等效阻尼模型改进了接触力模型,完成了多级缸驱动起竖过程的仿真。多级缸换级时作用面积突变,导致压力和速度突变,产生过大的冲击,为减小换级冲击,在缸筒上布置多个缓冲小孔。仿真结果表明：采用缓冲结构后,换级时缸筒同步运动,将压力突变转化为缓变,提前将压力增大至下一级缸筒工作压力,大幅度减小了换级时的速度和加速度波动。