为了提高传统机器学习模型在盾构推进参数方面的预测精度,提出了基于粒子群优化(PSO)的混合模型算法。以推进油缸推力和位置预测为例,阐述了PSO优化的混合模型构建流程。以粒子群优化模型为基础,分别建立混合多层感知机(MLP)油缸推力模型、混合长短期记忆(LSTM)人工神经网络油缸推力预测模型,以及混合LSTM油缸位置预测模型。以实际工程数据为例,完成多种混合预测模型的构建,并与RF、XGBoost等传统模型对比,验证所提方法和模型的有效性和先进性。实验表明经过PSO优化的模型准确率均有不同程度的提升,本文提出的基于粒子群优化模型对指导掘进参数调控、辅助操作人员掘进等具有一定的工程价值。

为了提高挖掘机泵控负载敏感系统工作稳定性,设计了一种流量调节的反馈控制系统。对负载敏感阀直径、旁路阻尼孔尺寸和弹簧刚度开展综合分析,构建出泵输出流量与压力之间的函数关系,同时以AMEsim验证了流量响应的性能。研究结果表明随着阀芯直径的增大,响应速度加快,超调量增加。当阀芯直径为10 mm时,未出现超调情况。随着弹簧刚度提高,系统发生了更明显的振荡,通常弹簧刚度设定介于15~20 N/mm范围内。当阻尼孔较小时有更长的流量阶跃响应时间,未出现超调的情况;随着阻尼孔直径的增大,流量阶跃可以在更短时间内达到稳定状态。该研究对实际挖掘机泵控负载敏感系统参数调整、工作效率提高,具有很好的实际指导意义,易于推广应用。

针对可调节鹤式起重机的机构创新设计,建立了鹤式起重机的等势能起吊条件,构建了其动态分析的有限元模型,提出了基于TRIZ理论和可靠性分析的耦合设计方法.通过随机有限元分析,得到起吊结束时起吊端的位移仅为0.4cm;通过与所建起吊条件的对比,验证了有限元模型的准确性;通过对某鹤式起重机的可靠性分析,得出了鹤式起重机的起吊高度变化对外起重杆最为敏感.基于此,给出了可调节鹤式起重机的机构创新设计方案,为起重机机构创新设计提供了方法和依据.

核电厂用860t阻尼器综合试验台架主要为核电站主设备(蒸汽发生器、稳压器和主泵)用大型阻尼器实施动态和静态试验.通过对位置伺服系统和力伺服系统的特性进行分析,并对力伺服系统进行AMESim仿真,验证伺服系统设计能够满足试验台架的性能要求.

由于任务需求不同和装备管理体系不够完善,航天发射场特种机械设备出现了专用设备过多、型号规格复杂、互用性不高、利用率低下等问题,同时设备实现装备化管理保障难度大.为此,将模块化设计方法引入特种设备的设计以及装备化管理当中,总体目标是以较少的资源满足多样化的需求.依据变型设计的有关原理,运用功能模块置换,对特种机械设备进行通用化设计,提高设备的互换性与适应性,实现设备的装备化保障管理.

对离心泵进行三维建模,并对内部流场进行数值模拟.采用“仿真-实验”法验证了六叶片离心泵流场仿真的合理性,研究了叶轮上不同叶片数对内流道流场的影响.数值模拟原理为大涡模拟,通过网格直接模拟大尺度的紊流运动,同时,利用次网格尺度模型来模拟小尺度紊流运动对大尺度紊流运动所造成的影响.大涡模拟可以获得雷诺时均模拟法无法获得的流场细微图像.模拟结果表明离心泵叶片数量过多,会使叶片表面摩擦力做功加大,使得离心泵出口处的总功减少,从而降低离心泵的扬程和效率.经过模拟实验研究分析发现,当叶片数为5时,离心泵流场的综合性能最好,运行效率最高,湍流强度低,流场稳定性最好.

偏转板伺服阀已广泛应用于大型运输机、民用客机和军用飞机的各类舵机和操纵系统.本文建立偏转板伺服阀射流前置级流场模型,分析入口压力、出口压力以及接受器管路夹角对伺服阀流场特性的影响.发现压力的急剧下降和压差的急剧增大是偏转板伺服阀前置级产生气穴现象的主要原因;通过研究进口压力、结构圆角对气穴现象的影响,提出了采取适当降低进口压力和提高偏转板下端面圆角加工质量等措施来改善气穴现象的方法.

分析了液压系统的能耗问题,从降低系统能量损耗和可回收能量的回收再利用两个角度出发,介绍了几种提高液压系统能量利用率的节能措施.指出工程机械液压系统节能技术目前存在的难点和问题,以及未来的发展趋势.

液压阀是液压系统的核心元件,以常见的球阀为例,对其进行受力分析.基于Archard磨损计算公式和球阀几何关系求得球阀磨损深度函数,根据一次二阶矩设计验算点法,构造了液压球阀多参数状态函数;基于Matlab编程求得液压球阀的磨损可靠度和设计验算点,分析了球阀管道内径、压力、弹簧预紧力、材料硬度变化对其可靠度的影响.结果表明:可靠度设计点法计算值与蒙特卡洛仿真值接近,说明球阀磨损线性函数可信;球阀各参数对磨损可靠度不是简单的单调线性关系,各参数在一定区间范围内球阀可靠度较高.上述工作为液压球阀的前期优化设计和后期工作参数的选择提供了理论参考.

液压同步滑移是为解决复杂施工中超大型构件安装问题而发展起来的一项新技术介绍了其控制系统的设计原则、组成及各部分功能并分析了基于'等同方式'的专家协调同步控制策略.在实际工程中证明控制系统设计合理运行稳定专家智能同步协调有效.