改进设计了活塞组合动密封和活塞杆组合动密封,使用有限元分析软件,对活塞杆组合密封圈施加不同的载荷进行力学分析,获得了活塞杆组合密封圈的极限接触应力。对活塞组合密封圈进行流固耦合仿真分析,分析活塞组合密封泄漏的最主要影响因素,并对流固耦合分析结果进行极差分析和方差分析,得到对密封圈损伤的影响比重排序密封宽度>压力差>损伤深度。

该项目通过ABAQUS软件仿真平台搭建0Cr17Ni7Al波形弹簧弹力试验模型,分析材料厚度、径向宽度以及自由高度等对于波形弹簧弹力影响并揭示其规律。结果表明,波数为3的波形弹簧弹力值随着材料厚度、径向宽度以及自由高度增大而呈现出指数增长趋势,其Mises应力同样表现出增大趋势。通过极差分析后发现波形弹簧刚度以及最大等效应力对结构参数的敏感程度不一,最大等效应力对自由高度变化最为敏感,其次为波厚,自由高度变化则对刚度影响较小。而刚度对材料宽度变化最为敏感,其次为材料厚度,自由高度变化则影响较小。

针对仿生六足机器人腿部液压缸铰点位置的寻优问题,本文以腿部液压缸安装空间及其受力作为目标函数,通过正交试验得到了大小腿液压缸铰点之间的相对长度,初步确定液压缸铰点的位置,并采用极差分析法确定了液压缸受力作为后续优化的主导因素。建立以大小腿液压缸受力总和为目标函数,通过遗传算法及fmincon函数进行进一步优化,得到了大小腿液压缸的最优铰点位置,其受力总和减小到3.28kN。铰点的优化设计延长了腿部结构的寿命,为后续设计奠定了基础。

独立式油气悬架在工程车辆上的使用，不仅为整车总体布置提供方便，也为车辆行驶平顺性和操纵稳定性的提升提供可能。根据油气悬架的特性和整车悬架的结构特点，建立油气悬架车辆半车动力学数学模型，在分析建模的基础上，应用考虑交互作用的正交试验法和极差分析法，以稳态转向不足转向度和质心垂向加速度均方根作为试验目标，研究前后油气悬挂缸缸径、阻尼孔径以及悬架充气量对对整车综合性能影响程度。结果表明，前后悬挂缸充气量的交互作用对整车操纵稳定性和行驶平顺性都有较大程度的影响；经过对前后悬架结构参数优化设计后，使得整车综合性能有所提高，尤其是车辆的行驶平顺性改善较为明显。

基于正交试验的设计方法,针对预制舱吊梁设计中槽钢规格、起吊板厚度和槽钢焊接形式等因素组合问题,设计了16种不同的试验组合方案,并进行了吊装试验有限元分析,分别采用极差分析法和方差分析法对正交试验结果进行了分析,优选出了吊梁的Mises等效应力和结构变形均达到最小的因素最优组合方案,在企业产品设计中具有较强的泛用性。

基于CFD数值仿真结合单因素试验和正交试验，研究螺旋角、槽深、槽数、槽宽比和槽长坝长比对螺旋槽干气密封性能的影响。单因素试验揭示开启力和泄漏量随各参数的变化规律，并为正交试验因素水平合理选择提供依据。由正交试验得到分别以开启力、气膜刚度和刚漏比为目标函数的最优端面结构。由极差分析得到各结构参数对密封性能影响的主次顺序，槽长坝长比是影响开启力和泄漏量的最主要因素，而气膜刚度和刚漏比主要由槽深和螺旋角决定。

为研究油封唇口结构参数对接触压力大小及分布的影响,以规格为φ35 mm×φ20mm×7 mm的内包骨架油封为对象,采用有限元ANSYS软件模拟油封与轴的接触获得唇口接触压力;基于正交试验法的原理,研究前唇角α、后唇角β、弹簧偏移量r、弹簧刚度k和过盈量δ等结构参数对唇口接触压力的影响。极差分析结果表明,唇口参数影响最大接触压力位置和径向力的主次顺序分别是:δ>β>α>k>r,δ>k>r>β>α;并获得了唇口参数以最大接触压力位置接近0.7和最小径向力为目标的最优水平组合。

采用滑移网格技术对直叶片垂直轴风机风轮进行二维非定常数值模拟获得在不同风轮设计参数下风轮的转矩。通过以风轮功率最大为性能指标选取对风轮功率有直接影响的叶片安装半径、叶片弦长、叶片数和叶片高度四个主要因素作为自变量采用正交试验优化设计方法对风轮参数进行优化对正交试验结果进行极差分析。结果表明直叶片垂直轴风机风轮空气动力性能最优的一组风轮参数为R=1.05mN=5C=0.14mH=1.4m。所得到的最优解与一般优化设计所得的结果类似能够达到对直叶片垂直轴风机风轮进行优化的目的。