阀控充液式液力偶合器常被安装布置于刮板输送机的电机与减速器之间,利用其充液调速特性,实现刮板输送机的软启动。为了预测阀控充液式液力偶合器瞬态充液过程的流场及转矩特性,以循环圆直径为500 mm的偶合器为分析模型,应用仿真软件CFX(Computational Fluid Dynamics X),采用非均一化两相流模型与SST(Shear Stress Transport)湍流模型,对充液过程的瞬态特性进行了数值模拟研究,获取了不同工况下的压力场、速度场及转矩值,根据压力、速度分布及变化规律分析了不

坦克车综合传动系统中油封经常处于高压、高转速的工况,出现短时失效泄漏且在工况条件降低后密封性能恢复。针对这一问题,以唇形油封的泵汲理论作为其失效评判标准,首先,通过分析不同介质压力下油封的变形特征和接触特性,发现油封受压后腰部向轴侧塌陷、唇部翘曲,导致其接触宽度增加、最大接触应力减小,不利于产生或失去泵汲效应;其次,基于高速下油封摩擦升温现象,指出转速增加使油封橡胶材料的弹性模量下降,导致油封的抵抗变形能力减弱

新型液压回转-机械直线执行器采用液压马达代替电动机驱动滚珠丝杠,解决了电动缸功率密度低以及非对称液压缸流量不匹配等问题。为了进一步研究该系统的效率特性,推导其效率模型,后在SimulationX中建立其物理模型,通过理论分析与仿真结合的方法,研究了泵的排量比、泵的输入转速、系统的负载力、减速器传动比等参数对系统效率的影响。结果表明:系统的总效率受液压回路的效率影响最为显著;系统在大排量、中高转速、较大负载力下具有良好的效率

基于高承压泥水平衡盾构机的市场需求,研究了一种主驱动压力补偿系统。首先对组合密封形式的承压能力进行了仿真分析;其次对两种不同控制方式的压力补偿系统设计方案进行了对比研究;最终确定了一种性能稳定、可靠性高的全气动控制的主驱动压力补偿系统,从而提高了泥水平衡盾构机的整机承压能力。通过模拟盾构机掘进过程中各密封腔体压力变化,搭载自适应密封压力补偿系统试验台进行实验分析,并成功应用于国内多个超大直径泥水平衡盾构机。

制动气室是车辆气压制动回路的关键组成部分,其动态响应特性直接影响车辆气压制动系统性能,建立制动气室充气过程数学模型,并通过实验验证模型的正确性。将制动气室的流量特性方程、状态方程以及活塞盘的运动方程无因次化,得到制动气室无因次解析模型,仿真计算出气室压力响应和运动特性变化规律。研究结果表明:制动气室回位弹簧满载弹力、橡胶膜片的膜片力等参数均会对气室响应特性造成不同程度影响,其中回位弹簧满载弹力的影响程度最大,但不同参数下气室的充气时间基本保持恒定。

结合空气压缩机的结构特性设计一种管道压力反馈式空压机,可以有效降低能耗。利用Fluent软件对管道压力反馈式空压机主管道和测压管内压力分布进行数值计算。研究表明:喷嘴直径越小,在主管道及测压管内形成的负压越大;测压管直径对喷嘴和主管道内的压力分布影响较小;测压管与主管路夹角越小,喷嘴进气形成的高压区位置越低;喷嘴与测压管相对位置越小,测压管内的压力就越大。喷嘴直径为15 mm,测压管直径为10 mm,测压管与主管路夹角为45°,喷嘴与测压管相对位置为0时,测压管压力系数最小,节能效果最好。

针对气动人工肌肉推广应用的问题，提出了一种轻小型气动人工肌肉的制作方案，并对其不同压力下的力学性能进行了试验和测试。试验结果表明，该气动人工肌肉具有高收缩率和大输出力的特性。基于该气动人工肌肉的运动特性，设计了一款欠驱动的多自由度灵巧手，并进行了多项抓取实验，验证了其多种状况下的工作能力。基于气动人工肌肉的灵巧手具有适应性强和抓取力大的特点，对气动人工肌肉的应用和机器人末端执行器的开发具有参考价值。

为了降低O形密封圈与气缸内壁之间的摩擦力，气动平衡器装配过程中在气缸内壁涂上一层润滑脂。基于脂润滑相关理论，构建O形密封圈和气缸的有脂润滑运动方程，通过MATLAB中PDE模块求解脂润滑模型，得出膜厚、接触应力在密封圈与气缸接触方向上的变化规律。基于ANSYS建立密封圈的瞬态结构有限元分析模型，以密封圈的运动速度和工作压力为恒定条件进行数值模拟，得出不同压缩率、摩擦系数以及行程方式条件下最大接触应力的时域特性

针对航征品牌具体型号的气动执行器,分析了其瞬态特性。结合工程热力学理论和流体数值模拟方法,提出了气动执行器必需空气质量概念,在此基础上建立了变量为空气质量流量的气动执行器动作时间计算模型。在实际参数变化范围内,运用控制变量和正交分析方法,分析了钢管长度、管径和弯头个数对气动执行器动作时间的影响规律,并确立了各个影响因素的优先级。根据气动执行器控制气路设计的实际情况,探索了气路异形化结构对气动执行器动作时间的影响规律,在此基础上进行了实例运用,验证了分析结果的正确性。

针对传统气缸动作回路能量利用效率较低的问题，提出一种桥式气动节能回路，其思想是采用4个二位二通换向阀组成1个全桥，通过控制4个阀的开闭时序以实现进排气量的单独控制，充分利用压缩空气的膨胀能做功以实现节能，关注的重点是如何采用非线性动态优化的思想以得到4个阀的开闭时序。设计了桥式气动节能回路的原理图，搭建了相应的桥式回路试验台。针对桥式节能回路，以空气消耗量为优化目标，基于序列二次规划非线性动态优化方法，实现阀时序的计算。通过实验验证了时序的正确性。