针对某航空发动机用双列角接触球轴承运行过程中摩擦功耗的变化,基于滚动轴承动力学理论,建立了双列角接触球轴承动力学微分方程组,采用预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步积分算法进行求解,分析了轴承工况参数和结构参数对其摩擦功耗的影响规律,并通过正交分析方法对轴承结构参数进行了优化。结果表明,随着轴承转速、轴向载荷、预紧量的增加,轴承总摩擦功耗均呈增大的趋势;随着滚动体个数、内外沟曲率半径系数的增加,轴承总摩擦功耗呈现减小的趋势;内沟曲率半径系数对轴承摩擦功耗影响最大,滚动体个数影响次之,外沟曲率半径系数影响最小。

通过对国内外与夹爪相关的结构优化方式进行调研,结合国外的胀管机夹爪结构,建立有限元模型并进行分析。考虑夹爪断裂部位应力水平对疲劳寿命的影响以及夹爪夹持铜管能力的大小,选择了夹爪的接触面圆角半径、高度等结构参数,研究了单因素对夹爪的等效应力以及与铜管之间接触应力的影响规律,确定了正交优化试验因素以及相应的水平选择。在正交试验中,设计了夹爪L9(34)三因素三水平正交试验,并对模拟试验结果进行方差分析,得出最优组合为A3B2C1,即在接触面开3个防滑槽、接触面高度为3.8 mm同时夹爪背面无圆角的优化结构,优化后夹爪结构最大等效应力减少了3.5%,平均摩擦力增大了24.5%,提高了夹爪寿命以及夹爪稳定夹持铜管的能力。

针对螺旋槽动压密封液膜发生汽化相变后,严重影响密封运行的可靠性和稳定性的问题,基于密封端面液膜汽化相变,建立了其数值计算模型。采用了以泄漏量和开启力两个密封性能参数为优化目标,螺旋角、槽数、槽深、槽坝比和槽堰比5个密封端面结构参数为变量的五因素、五水平的正交优化试验方案;研究了密封端面液膜汽化相变下,不同密封端面结构参数对密封性能的影响规律。研究结果表明密封结构参数对泄漏量和开启力的影响灵敏度不同,设计的正交试验方案可以有效地对密封性能进行优化,可为此类工况下的密封装置的结构优化设计和实际操作提供参考。

钛合金弯管在弯曲成形时，内表面会产生表面微缺陷，影响其正常使用。磁极辅助磁粒研磨可以很好地解决这一难题。利用正交试验法对磁极转速、磁性研磨粒子粒径及研磨液类型这3个工艺参数进行优化试验，并对试验参数进行极差和方差分析。分析可知，在磁极辅助磁粒研磨弯管内表面时，转速为600r／min、选用珩磨油和平均粒径为150μm的磁性研磨粒子，研磨后的平均表面粗糙度值Ra=1．33μm降至Ra=0．12μm左右，表面质量得到很好的改善。通过对显著因素的单一变量试验得知，采用粗精加工相结合的方式可以在保证加工质量的同时提高加工效率。

为了研究叶轮与导叶匹配对高比转速轴流泵水力性能的影响,以-台比转速为1 500 r/min的轴流泵为研究对象,选取了叶轮与导叶的7个几何参数进行正交试验优化设计.为拓宽其高效运行范围,本次优化以三个工况点（0.8 Q d、1.0 Q d、1.2 Q d）的加权平均效率为优化目标,采用 L 18 （3 7）正交表设计了18组方案.在ANSYS CFX 14.5中采用SST k-ω 湍流模型对各方案进行定常计算.通过极差分析得到了各参数对目标影响的主次顺序并获得了最优参数组合.结果表明：优化后轴流泵加权平均效率提高了4.68%,大流量下效率提高十分明显,而设计扬程基本不变;叶轮与导叶的动静匹配对轴流泵水力性能有重要影响.