基于CFD方法建立轴流式矿用通风机的流体分析模型,选择k-εRNG湍流模型和壁面函数法,通过CFX求解得出不同滞后角条件下全压效率、全压系数、流量系数之间的内在联系以及出口压力和出口速度的变化特性。以全压效率为优化目标,叶片不同截面的出口几何角作为设计变量构建优化数学模型,通过Isight求解出满足优化目标的叶片结构。结果表明,优化后的风机叶片可将全压效率最大提升24.3%,可显著地降低通风机在不同工作条件下的功耗。

为了研究某液压制动能量回收回路中蓄能器的能量回收效率,通过计算分析和台架实验验证,研究了蓄能器稳定性特点、不同转速下蓄能器的制动能回收效率和压力与马达排量对蓄能器制动能量回收效率的影响。实验结果表明,该蓄能器回路在制动初始转速为160~190 r/min的能量回收效率明显较高;马达排量对于制动初始转速较高时的能量回收效率影响较大,对制动初始转速较低时的能量回收效率影响较小;系统压力对于制动初始转速较低时的能量回收效率影响较大,对制动初始转速较高时的能量回收效率影响较小。

轴向柱塞泵作为液压系统的核心动力元件之一,其性能的好坏直接影响液压系统整体的工作状况,如果能掌握轴向柱塞泵剩余使用寿命的分布规律,可以为液压系统实施健康管理提供依据。为此,以轴向柱塞泵泄漏回油流量作为其性能退化指标,应用非线性Wiener过程构建其剩余使用寿命预测模型。通过与柱塞泵实例寿命比较表明,具有随机效应幂函数结构的非线性Wiener过程模型预测结果,优于线性以及其他2种非线性Wiener过程模型,更接近轴向柱塞泵退化过程中的实际寿命。

复合储能式装载机具备多种能量回收再利用功能,但由于工作工况复杂多变,无法选择与之匹配的最优控制器,使得其控制性能和经济性能并未达到最优。利用基于BP神经网络的识别模块进行工况识别,并依此匹配相应控制器,然后通过整车仿真模型进行仿真,结果表明,整车控制性能和经济性能均得到显著提升。通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,验证了优化切实有效,为整车控制器的设计优化提供了参考。

为了增强海水泵的可靠性能,需要对海水泵转子-轴承系统进行临界转速分析。采用横向和纵向综合分析新型模态方法,通过有限元软件Workbench研究导轴承刚度、联轴器的扭转刚度、支撑间隙对海水泵转子系统临界转速的影响。通过改变轴承之间的支撑间距发现:轴的一阶及二阶临界转速随着轴承间距的增加而增加;从转子“干”和“湿”的横向和纵向的模态分析发现:转子的一阶临界转速远离转子系统的固定频率及倍频处,满足API设计标准。同时采用理论值与有限元计算值对比分析,提高模拟计算准确性,增强泵的安全可靠性。

为实现弹射座椅模拟器在弹射过程中保持匀速运动,提出一种用调速阀保证弹射速度恒定的液压弹射方案。介绍了该液压弹射系统的工作原理,建立了系统的数学模型,并运用AMESim软件对系统进行建模与仿真。仿真结果表明,调速阀能保证弹射速度恒定,验证了所提方案的合理性;在调速阀的作用下,改变蓄能器供油压力和负载对弹射过程中的匀速运动没有影响,改变调速阀的出油口直径会明显改变弹射速度,调速阀出油口直径越大弹射速度越大。

针对纯电驱液压挖掘机传统的动臂电气式回收系统无法实现回收能量再利用的问题,提出一种势能回收再利用系统。以某型6 t纯电驱液压挖掘机为研究对象,对其回收系统各主要元件进行了参数匹配与损耗研究,基于SimulationX平台建立起该系统机电液联合仿真模型,对系统的动态特性与能耗特性进行了仿真研究。结果表明,系统在动臂下落时回收能量效率达到了60%。相比普通纯电驱液压挖掘机的动臂系统实现了21.8%的节能,该项研究实现了动臂回收能量的再利用。

并联加载机构常因自身结构布置和试件特性的影响,机构各支链通道和各自由度间存在强动力学耦合,采用传统的铰点空间控制方法通常难以获得良好的控制性能。以9条液压缸驱动的六自由度冗余并联加载机构为研究对象,建立动力学数学模型。基于模态分析理论,在对并联加载机构耦合特性分析的基础上,提出一种空间转换控制方法。仿真结果表明,该方法能有效降低耦合的影响,提高并联加载机构的控制性能。

电液振动台是大型结构件冲击环境模拟的关键设备。受负载特性变化等因素的影响,传统控制方法很难保证参考冲击波形的再现精度。提出基于BFGS拟牛顿优化算法更新系统的广义阻抗,通过对伺服控制系统驱动信号的在线修正,减小响应信号与参考信号之间的偏差。分别利用传统算法和BFGS优化算法进行二自由度冲击波再现仿真分析,仿真结果表明,BFGS算法能够实现系统时变阻抗的跟踪,高精度再现参考冲击波形。

旋转阀是间歇过程工业设备的关键控制元件,在工作过程中,其内部流体流动情况较普通直行程换向阀复杂。为研究旋转阀的工作原理及其在工作过程中阀体内部流体流动特性,根据旋转阀的结构参数,建立了旋转阀流体域的简化物理模型,并利用Fluent软件对旋转阀阀芯旋转11.25°,22.5°和33.75°三种情况进行流场分析。得到了不同旋转角度下的阀口流体速度云图、压力云图及流线图,了解流体在旋转阀中的运动规律及流体压差变化情况,为进一步的设计优化提供参考。