设计出一种基于被动式双筒液压减振器的盘形缝隙式双筒磁流变液减振器(Magneto-rheological fluid damper,MRD),并根据牛顿流体在平行圆盘缝隙间流动的层流模型和磁流变液(Magneto-rheological fluid,MRF)的Bingham本构关系,推导出盘形缝隙式双筒MRD的阻尼力计算模型。提出衡量MRD性能的最重要参数之一阻尼力可调倍数的定义,依据力学模型推导出其计算公式。对公式中影响MRD的阻尼力可调倍数各种因素进行分析,得出在零磁场强时阻尼力不变的情况下提高阻尼力可调倍数的途径。对设计的盘形缝隙式双筒MRD进行台架试验,验证了所推导的力学模型的准确性。通过对三种不同缝隙高度的MRD的试验数据进行分析,得出阻尼可调系数随盘形缝隙高度的变化关系。分析不同电流下低温MRD随着液体温度的升高对可调阻尼力的影响。

根据构形理论体—点导热模型，对均匀内热源单点冷却控制体进行构形优化。介绍构形理论在导热问题中的研究应用，并在已有文献基础上，结合经过优化的变断面导热通道，以矩形单元体为基础，按从内部小结构到外部大结构的过程，对所给控制体进行向外构形优化。然后，从控制体总体结构开始进一步对其进行向内构形优化，在给定相同参数条件下，分析比较各级最佳构形体的热阻大小，得到完整的解析解；确定构成各级高级构形体所需的低一级构形体的最佳数目；求出控制体热阻最小时的最优构形级数。向内构形优化的结果表明，增加控制体内部复杂程度并不总能降低其热阻，而是存在最佳的构造级数，使热阻达到最小。

研讨了液力偶合器输入特性曲线和其他5种形式特性曲线的变换方法和步骤,重点分析了这些特性曲线在舰船推进装置稳、动态特性研究和快速性计算中的各类应用。论述了开展本研究工作的目的,提出稳态、动态特性仿真法,快速性逆向计算法和快速性顺向计算法需要三种不同类型的特性曲线。由液力偶合器的输入特性,运用不同作图法,绘制出其他5种形式特性曲线。对归属为3种类型6种不同形式的特性曲线的工程应用和优缺点做了小结。

部分充液下液力偶合器内部介质运动为离心力场作用下的复杂两相流动,而液相分布形态对涡轮输出特性有着直接影响。为掌握偶合器内液相分布规律,将工作腔内介质运动视为分层流动,采用流体体积法(Volume of fluid,VOF)两相流模型,追踪562型标准桃形腔偶合器内不同工况下的气—液分界面。建立三维周期性流道模型,采用Realizable k-ε湍流模型和压力隐式算子分裂(Pressure-implicit with splitting of operators,PISO)压力耦合算法,并用内部面模拟泵、涡轮间的交互作用,转速比i=1.0和i=0.6时的叶片表面液相分布与文献中试验结果具有高度相似性。仿真结果表明,随泵涡轮间转差增大,气液分界面倾斜加剧,直至形成大的环流,而泵轮叶片压力面液相分布区域增大,吸力面液相减小;低挡圈(R=155 mm)对环流形态影响较小,主要起到限矩作用,而高挡圈(R=175 mm)可抑制大环流的产生。

建立了液力变矩器模型，通过试验方法得到了系统频率特性，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｉｄｅｎｔ工具箱对频率特性各种估计方法进行了比较研究，并利用最佳频率特性进行了系统阻尼参数辨识，最后对模型输出和试验输出进行了比较。

液力变矩器内部流动为极其复杂的三维湍流流动,目前其计算多简化为稳态,稳态计算不能计算出瞬态特性,只有三维瞬态流动计算才能比较正确的预测流体的真实流动。在液力变矩器瞬态流场特性分析基础上,建立旋转坐标系下控制方程,采用数值模拟的方法对液力变矩器瞬态控制方程进行计算。计算中建立液力变矩器各叶轮全流道模型,利用多流动区域耦合算法中滑动网格法实现叶轮间流动参数的实时传递。计算中综合考虑稳定性、准确性和经济性,压力速度耦合算法采用SIMPLE算法、空间离散格式为一阶上游迎风格式,湍流模型选为RNGk-ε模型,实现了液力变矩器湍流流动的瞬态计算。深入分析液力变矩器瞬态流场数值解以更好了解瞬态流动特性,并分析其产生原因,以进行液力变矩器性能的改善和优化设计。基于变矩器流场瞬态计算得到其外部性能,与试验...

建立了导叶可调式液力变矩器及其控制系统的动态数学模型，对液力速度控制系统进行了动态仿真和试验验证，并阐述了液力控制系统的特点。对设计、分析液力控制系统及拓展其应用领域具有较重要的意义。

建立了变矩器动态运动的广义方程组和广义能量方程，并对变矩器一种动态过程进行数值仿真。所建立的广义方程组对于液力变矩器及传动链中含有变矩器的传动及控制系统动态研究具有重要意义。

气动式激振器是给可靠性强化试验设备气动式振动台提供激励信号的核心部件。针对气动式激振器在低温试验环境中无法工作的问题,研究其低温失效机理,建立理论分析模型;根据模型从激振器缸体材料、尺寸和内外壁温差三方面对气动式激振器结构进行优化设计,加工完成以加热膜为核心组件的气动式低温激振器样品,并给出温控方法;考察低温激振器样品的加热均匀性、加热效率和耐振性,并分别测试低温和常温环境中样品端部的激励响应。结果表明,该低温激振器样品的低温工作性能比原激振器有很大提升,能在低温环境中长时间稳定工作,且在低温和常温环境中端部的激励响应特性比较接近,验证新型低温激振器设计方案的可行性,对于拓展气动式振动台的应用范围有着积极作用。

针对传统电液比例阀控快锻液压机系统功率浪费严重的问题,采用四象限负载轨迹分析方法,对其快锻工况下能量分配及流动情况进行研究,得到不同执行器的负载特性,并以满足不同执行器的负载匹配为目标,同时兼顾快锻过程中的能量回收及再利用,提出一种基于两级压力源的新型液压机快锻节能系统。研究两级压力源的参数设计及匹配问题,给出两级压力源构成元件的模型和参数计算方法。采用功率键合图的建模方法,建立快锻液压机系统的数学模型,对两级压力源快锻液压机系统的功率流进行仿真分析;基于0.6 MN液压机试验台,对该快锻系统的控制和节能特性进行试验验证。结果表明,基于两级压力源的新型液压机快锻系统加载时控制精度达到1.5 mm,有用功提高至24.4%。与传统的电液比例阀控系统和采用蓄能器的液压机快锻系统相比,该系统不仅满足了不同执...