为了提高挖掘机节能效果,提出了一种伺服电机驱动回转及补油系统,并开展节能及补油效果仿真分析。研究结果表明:以90°满载工况作为测试工况,整个制动过程结束后,回转平台达到了稳定运行状态,实现了精确控制的目标。相对最初的回转系统能耗减小,对回转系统节流与溢流过程的能耗起到明显的抑制作用。起动阶段蓄能器释放更少的油液,达到更小的压力波动幅度,延长了补油周期,实现作业效率提升。采用优选处理的变量马达能够大幅降低补油次数,实现更长时间的连续工作过程,工作效率显著提升。为伺服电机驱动回转系统配备260 mL/r的变量马达,实现补油频次的大幅减小,获得更简化的结构。该研究对提高挖掘机回转系统的工作效率具有良好的理论支撑作用,易于推广应用。

针对装载机动臂能量损耗大的问题,提出一种混合动力装载机动臂能量回收及再生系统,该系统采用蓄能器作为储能元件。首先分析混合动力装载机动臂能量回收及再生系统工作原理,其次对元件进行数学模型分析,最后运用多学科领域复杂系统建模仿真平台(AMESim)进行建模,以柳工ZL50C为仿真对象,在典型工况下进行仿真,并与传统系统进行比较分析。仿真结果表明:该混合动力系统动臂油缸响应速度快,能量回收效率达到66.9%,能量再生效率达到81.5%。该混合动力系统与传统系统相比,发动机为系统提供能量降低了21.3%,发动机油耗量降低了19.8%。该系统为装载机节能技术的研究提供思路,对于降低装载机作业成本有重要意义。

平面3自由度并联机构具有良好的机构特性且实用价值较高,为提高机构的轨迹跟踪精度,提出了一种基于平面3-RRR并联机构的低通滤波滑模变结构控制(SMC)策略.在分析机构动力学方程和控制器Lyapunov稳定性基础上,搭建了平面3-RRR并联机构的控制系统框图,对机构的位移轨迹跟踪进行了实时控制.仿真结果表明机构采用低通滤波SMC算法后,位移轨迹跟踪误差明显降低;该算法简单易实现,有效削弱了系统抖振,提高了控制系统的精度.

随着参与啮合齿轮对数的增加,内外啮合行星机构的配齿条件也会发生变化.同心条件越来越宽松,邻接条件越来越复杂,速比条件越来越容易满足,而装配条件则需要根据参与啮合行星轮对数的奇偶性严格判定.在4个配齿条件中,装配条件最严格,也最易被忽视,应引起足够的重视.将行星机构各构件的装配相位夹角表达式代入相应转速方程,以齿数应满足整数作为约束条件,确保单排行星机构的各构件不相互干涉,确定单星和双星内外啮合单排行星机构的装配条件,进而拓展为每组行星齿轮经过奇数次啮合或偶数次啮合的装配条件.相关结论为工程技术人员在设计内外啮合单排行星机构时,提供了成熟的解决方案.

变幅机构是门座起重机模型的主要执行机构,其变幅过程中悬挂点的水平性能是机构设计及原理展示的重要内容.根据原型机在工程应用中的要求,通过配置轨迹上3个水平准点给出了求解变幅机构的刚体位移矩阵方程,并对两种角度约束条件的给定方法进行了讨论分析.结合设计算例,在ADAMS软件中,对悬挂点在变幅过程中的水平落差和水平速度变化情况进行了仿真及预测.结果表明,采用该方法可准确按既定准点配置模型变幅轨迹,为工程中此类连杆机构的综合提供了参考.

大型工程施工涉及大量的设备和多个环节,其过程存在很多复杂、潜在的风险.将模糊理论与失效模式及影响分析（Failure Modes and Effect Analysis,FMEA）结合,以天津港某岸桥加高工程为例,建立模糊语言集和与其对应的模糊数,将不同的专家知识和经验进行有效的应用,尽力消除了不同专家评价时的主观因素对于结果的影响偏差,以提高FMEA的准确性.利用最低合理可行准则,从众多潜在失效模式中,分级确定危险程度,以便在施工过程中监控各危险源.

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.

邓克利法是计算链式多自由度系统基频的一种近似方法,应用于机械振动的多个领域.对邓克利法在不同使用条件下的精度进行研究,建立集中质量梁模型和质量弹簧模型,在不同自由度和不同约束条件下,用邓克利法计算系统的基频,与解析法计算结果进行对比,讨论邓克利法精度的影响因素.对自由度与误差数据进行数值拟合,提出在较大自由度时邓克利法的修正方程.