针对换挡开关电磁阀宽温域工况下可靠性不高的技术问题,以较高精度的多场耦合仿真模型实现参数优化为基础,开展换挡开关电磁阀的结构参数优化研究。构建了换挡电磁阀电磁场-结构场-温度场-流场多场耦合有限元仿真模型,通过电磁力测试、温度测试和流量测试分别校验了电磁场模型、温度场和多场耦合模型精度,满足优化设计所需模型精度要求;为了提高优化效率,基于响应面近似建模(RSM)方法完成了宽温域换挡电磁阀电磁力和应力近似模型构建。结果表明构建的电磁力响应面模型R^2的值为0.987,最大应力响应面模型的R^2值为0.992均大于0.9,近似模型满足设计要求可用于后续换挡电磁阀结构参数优选设计研究。

以某型双筒充气式液压减振器为研究对象,结合其结构特点及产热与传热原理就减振器温度特性仿真的建模方法展开了探究。借助仿真软件AMESim,分别建立了面向减振器机械阻尼特性和传热特性的等效参数化仿真模型。基于功热等效的方法,即以阻尼特性模型仿真出减振器的示功特性,再以此计算出传热模型发热功率的方式对温度特性进行仿真求解。通过仿真结果与实验结果对比可知,该模型的计算精度较高,建模方法切实可行,所建立的仿真模型可用于减振器温度特性的研究与预测。

永磁励磁式电-机械转换器由于永磁体的高温退磁而在应用时存在可靠性问题,为此提出了一种电励磁的磁柱式新型二维阀用电-机械转换器。其结构简单,易于模块化设计和装配,通过对气隙的形状优化设计还有可能获得比例的力矩-转角特性。建立了该电-机械转换器的三维有限元模型,在Ansoft Maxwell平台上分析了其磁场分布,讨论了励磁安匝数、工作气隙、衔铁和极靴的主要结构参数等对驱动力矩-转角特性的影响,分析结果对于后续的工程设计具有较好的参考价值。

针对带式输送机传统的静态设计方法,不能满足大运量、长距离和高带速输送机的使用要求。通过分析在输送机启动过程中,不同负载对输送带动态特性的影响,为带式输送机的动态设计提供理论依据。利用AMESim建模软件,建立了带式输送机启动过程的动力学模型,并对带式输送机在空载、变负载和满载工况下对输送带动态特性的影响进行了仿真。结果表明,在输送机启动过程中,负载特性影响输送带动张力大小、应力波传播的速度以及持续的时间。

结合轴向柱塞泵配流副实际受力与运动形式,使用盘-环试验机在L-HM46抗磨液压油润滑条件下,研究轴向柱塞泵配流副(38CrMoAl-CuPb15Sn5)在高转速(1800r/min)的摩擦磨损特性并分析磨损机理。实验结果表明:与中低转速相比,高转速测试条件下的配流副更易发生粘着磨损;38CrMoAl经调质、渗氮处理后与CuPb15Sn5组成的配流副在高转速工况下摩擦磨损性能良好,其磨损率比38CrMoAl未经热处理和只渗氮处理配流副分别降低69%和57%;调质热处理可改善38CrMoAl的表面特性,减少摩擦过程中CuPb15Sn5在其表面的附着继而改善配对副摩擦特性,将有助于提高配流副的工作寿命。

以某型号电子限滑差速器中的无复位弹簧式高速开关阀为研究对象,分析了该高速开关阀的结构及工作原理,并建立了机、电、磁、液等各个耦合部分的数学模型。运用AMESim建模仿真平台建立高速开关阀的阀芯位移动态响应模型,基于该模型对高速开关阀在一定PWM信号下进行动态时间响应特性仿真,分析了阀芯质量、驱动电压、黏性阻尼系数等参数对高速开关阀阀芯位移响应时间各个阶段的影响,通过仿真结果分析了响应时间滞后的原因,并从提高阀芯响应时间方面提出参数优化调整建议。

遥控操作煤机装备负载敏感液压系统采用负载敏感电比例多路阀控制执行元件存在过度设计问题。通过分析煤矿用负载敏感液压系统的特点及压流特性,进而确定负载敏感用防爆电磁换向阀组的设计要求,设计了三联防爆电磁换向阀组元件原理图和整个负载敏感系统原理图;然后对阀组进行三维建模设计、元件选型;最后对制造的三联电磁换向阀组的应用情况进行了介绍。结果表明,该阀组的设计研究为矿用负载敏感系统控制提供了新的解决方案。

仿生非光滑表面的减阻作用由于其在工程中的应用价值而被广泛关注。为了减小油气管道运输摩擦阻力损失,将蚯蚓体表的生物学特征引入管道中,设计了凸包型、凹包型2种非光滑壁面管道。结合理论分析、仿真模拟两种手段研究了仿生管道的高性能机理。通过对比仿生管道与普通管道内流体的流动特性,得到了性能最高的非光滑结构:凸包非光滑内壁管道。该管道相对于普通光滑管道,具有更高的减阻率,运输能量更强,流速更高,可为运输管道仿生减阻的深入分析提供参考。

参考回转机构双控马达回路原理,搭建了四配流窗口轴向柱塞马达。结合现有的两口马达结构和仿真模型,利用AMESim构建了四口柱塞马达的物理仿真模型,并搭建了简单的油液回路,包括蓄能器等构成的能量回收部分,模拟挖掘机回转机构。对模型参数进行合理的设置,分析了柱塞马达仿真模型的各项特性及负载特性。仿真结果表明,四配流窗口轴向柱塞马达运行正常,对回转能量回收有一定效果,对节能方案的创新有一定的参考。

以某公司的电液位置伺服控制系统为对象,分析了该伺服系统的液压动力元件、液压执行元件、主控制器等构成的反馈控制系统工作原理。根据系统的控制要求,完成了液压部分各个模块的性能分析,并提出以FPGA为核心的控制器方案。通过对系统实际性能要求分析,给出了系统总体设计方案,并且进行了现场调试,实现数据的实时交互,并将处理结果以曲线的形式展示,以供数据分析处理并进行参数调整。结果证明,该控制器能够满足控制系统提出的总体任务要求,达到了预期的设计效果。