以少量常压煤油介质条件下涡轮泵用球面装配机械密封为对象,通过实验测试分析端面磨损形成机理。设计实验工装,实现金属环截面9点温度矩阵和石墨环座3位置轴向位移的测试,得到两种弹簧力条件下温升和位移演变数据,并对磨损端面进行光学显微观测和径向轮廓测量。结果表明:磨损深度以内径处最大,至靠近外径处一定宽度内无磨损;随转速的升高密封环轴向及径向温度梯度不断增大;两工况下密封环倾转热变形造成的端面间隙锥度约为2.5 mrad和7.5 mrad。对于该型式密封,有必要通过端面开设流体动压槽以形成主动泵入润滑等方法来改善流体静压润滑效应缺失造成的严重磨损。

为解决大型船用柴油机曲轴箱轴端漏油问题,通过仿真和试验对气液两相条件下迷宫密封的泄漏行为开展研究。基于FLUENT软件进行迷宫密封流场仿真,利用离散相模型开展油滴逃逸行为分析,揭示迷宫密封在气液两相环境中的密封机理和泄漏规律。在试验器上模拟了曲轴箱密封的实际结构和工况条件,测量了不同转速条件下的漏油速率,研究了密封装置中的不同结构特征的功能作用,最终提出了两种改进措施并验证了措施的有效性。研究结果表明:交错迷宫结构与直通型迷宫结构相比可以更显著地减少空气泄漏,增加交错迷宫结构可大幅减少空气对液相介质的向外输运,此外,合理利用迷宫结构进行回油亦能显著减少滑油泄漏。

液压泵健康状态评估对工程设备的运行状态监测有极其重要的意义,现有基于振动信号分析的方法数据来源单一、可靠性低,为此,提出了一种基于多传感器信息融合和多粒度级联森林模型的液压泵健康状态评估方法。通过试验系统采集了不同工作时间下液压泵的压力、温度、流量等信号,分别提取信号的时域特征组成初步特征。使用多个分类器获取初步特征的类别概率向量,将其与随机森林模型选出来的重要特征进行拼接形成最终特征,并使用多粒度级联森林模型进行健康状态评估。试验结果表明,所提方法在仅有5%训练比例的情况下分类精确率仍可达99.5%,可以有效提高液压泵健康状态评估的准确度。

以主轴改造后的XK7136C数控铣床为平台,以AZ31系镁合金与7075-T651铝合金为研究对象,通过理论计算与磁场仿真,设计出适用于加工铝镁合金结构材料平面的强永磁材料磁极,并采用雾化快凝球形磁性磨粒进行试验,以验证该种光整加工方法的可行性及球形磨粒性能。使用＂米字槽＂与＂田字槽＂两种磁极分别对两种材料进行研磨实验。实验结果表明：两种端面开槽方式均可防止磨料的局部堆积,保证磨料的流动性,并使端面磁通密度增大,磁场强度梯度增大,提高研磨效率。两种磁极所研磨表面粗糙度分别为0.126μm和0.148μm,端面拥有更大磁通密度的＂田字槽＂磁极前期研磨效率更佳。

针对双相外激波摆杆活齿传动的结构特点,提出了活齿传动耦合刚度的概念。通过建立固定于活齿架的整体系统坐标系,分别推导出外激波凸轮与中心轮的齿形方程及传动压力角,综合应用变形协调条件与Palmgren形变公式,求解了多齿接触的系统径向力。在此基础上计算了传动系统的时变耦合刚度,并结合实例分析了主要结构参数对耦合刚度系数的影响。

针对实时无隙钢球精密传动机构中钢球的空间运动问题,根据微分几何理论,推导出了修正D-H变换矩阵,得到了传动机构钢球上任意一点相对于中心盘和组合行星盘的位置。利用转换机构法和空间几何建模理论,建立了钢球相对于中心盘和组合行星盘的空间相对速度矢模型。分析了传动机构摆线盘槽形角和钢球数对速度矢模型的影响。仿真结果与数值模拟结果的对比分析验证了空间速度矢模型的可靠性。

针对起重机金属结构在长期疲劳交变载荷作用下易产生疲劳裂纹的问题,采用碳纤维复合材料（CFRP）加固止裂孔的方法对裂纹进行复合修复。建立不同载荷下止裂孔、CFRP以及复合修复的有限元模型,分析计算应力应变状态和应力集中系数;建立止裂孔打偏情况下复合修复的有限元模型,研究CFRP加固对止裂孔修复的影响;通过静拉伸强度试验,研究复合修复方法对损伤构件的修复效果,并与仿真结果进行对比,验证了CFRP与止裂孔复合修复这一技术的可行性。结果表明,复合修复方法相比于止裂孔及CFRP修复效果,不仅可以消除裂纹尖端的奇异性,减小名义应力,提高试件的承载能力,还可以弥补钻止裂孔修复焊缝裂纹的不足,为工程维修提供了参考。

针对实际作业中部分产品采用双边拆卸,但已有拆卸线平衡问题研究中工作站均为单边布局的不足,建立了多目标双边拆卸线平衡问题模型。解码时,将任务优先分配至工作站较少的边、次优先分配至剩余时间较多的工作站,以缩短输送路径和工作站空闲时间。针对所建立模型,提出一种Pareto蝙蝠算法,引入Pareto思想以保证解的多样性;采用精英策略有效加速算法的收敛;通过拥挤距离筛选外部档案以提高算法运行效率。通过求解经典算例并对比分析,验证了所提出算法的有效性。将所建模型应用于拆卸线设计,能为决策者提供多种高质量的平衡方案。

采用淤积原理的在线污染监测方法，通过检测流过滤膜某一固定体积时的压差来测量液压系统的油液污染度。研制出在线监测装置，采用电磁铁推动活塞吸油和获得压降，步进电机带动自制金属滤膜旋转实现过滤与反向冲洗功能，利用虚拟仪器软件LabVIEW设计监控平台，并对在线污染监测方法进行了理论分析与实验研究。实验结果表明，在线污染监测方法能给出ISO、NAS与SAE油液污染等级，可满足生产现场的在线监测要求。

对液压脉动衰减器用CFD软件进行了数值仿真计算得到了其频率响应。利用M序列压力信号模拟压力激励并考虑流体的可压缩性在层流状态下对液压脉动衰减器进行了CFD数值模拟。在利用FFT得出其频率特性后将数值模拟模型与传统精确分析模型进行了对比并将该方法用于一种复杂结构衰减器的频率特性计算。结果表明:该计算方法所得结果与传统精确分析模型结果一致这对复杂模型的分析具有实际意义。