直升机传动系统旋翼轴系振动是影响其运行可靠性的重要因素,为了提高某共轴反转双旋翼传动系统旋翼轴系扭振安全裕度,在考虑轻量化设计的前提下,通过改变轴段直径尺寸或改变激励频率,使得扭振固有频率与激励频率错开,达到避免共振的目的,实现了轴系扭振调频的优化设计。优化后的轴系扭振安全裕度达到10%以上,扭振特性得到了有效改善。其计算与优化方法对直升机传动系统旋翼轴系的改进设计具有一定的指导意义。

无油涡旋压缩机的内部流场研究,对于提升无油涡旋压缩机的性能有着重要的影响。通过对无油涡旋压缩机的内部流场建立三维非定常CFD数值模拟,以空气作为工质,运用动网格技术对其腔内工质的流动规律和状态分布以及在不同电机转速驱动下无油涡旋压缩机的质量流量做了详细分析。分析表明:工质的质量流量随主轴转速的增大而增大;在压缩机工作过程中,随着主轴的转动,工质气体在工作腔内压力和温度均逐渐增大,且分布不均匀。

由型线方程建立三涡圈涡旋压缩机涡旋齿的几何模型,利用积分法计算得到三涡圈涡旋压缩机工作腔容积随主轴转角的变化规律,并对其工作过程进行分析,得出6个工作腔分别以π/3为周期依次完成吸气、压缩以及排气过程。给出三涡圈涡旋压缩机压缩过程中容积腔内压力的计算方法,在此基础上对比分析单涡圈、双涡圈以及三涡圈涡旋压缩机的工作腔容积特性、工作腔内压力的变化规律以及排气孔面积的变化规律,得出三涡圈涡旋压缩机的排气更加稳定,更适用于低压比场合。

汽车车轮是介于轮胎和车桥之间承受整车负荷的旋转件，是汽车行驶系统中重要的安全部件。钢圈的主要破坏形式是循环载荷产生的疲劳破坏，它是导致钢圈破坏的主要原因。文中研究了轮辐与轮辋的装配过盈量、接触量长度及轮辐外圆的加工状态对钢圈径向疲劳寿命的影响。结果表明，当接触量长度一定时，钢圈的疲劳寿命随着过盈量的增加而增大；当过盈量一定时，随着接触量长度的增加，钢圈的疲劳寿命逐渐增大，钢圈的最大疲劳寿命大于100万次。轮辐外圆未车削时，在较大的过盈量下，钢圈可达到较高的疲劳寿命。

为了详细研究基于圆渐开线等截面对称涡旋压缩机几何模型的特性,从圆渐开线几何学出发,对啮合角和排气角做了详细论述;用积分法求解得到了涡旋压缩机各工作腔容积以及容积变化率随主轴转角的变化并进行了分析,详细阐述了法向等距法计算涡旋压缩机工作腔容积的原理,并将两种计算方法得到的工作腔容积与实际模型进行了对比分析,结果表明,法向等距法计算结果优于积分法;最后,根据工作腔对数的存在情况对涡旋压缩机的泄漏面积进行了分析计算。几何模型的研究结果对涡旋压缩机整体数学模型的建立奠定了一定基础。

构成涡旋压缩机涡旋齿的型线有很多种，不同型线的类型以及几何参数直接影响着涡旋压缩机的性能和结构尺寸。在现有涡旋型线几何理论的基础上，对圆、线段和正四边形渐开线以及变径基圆渐开线和组合型线的几何特性进行了详细的探讨，采用控制变量的方法，对比分析了不同涡旋型线几何参数和结构参数之间的相互关系；计算分析了圆渐开线和组合型线构成的动涡旋盘所受的气体力，计算结果表明组合型线动涡旋盘上所受的气体力波动较大，研究得到的结果为涡旋压缩机的设计提供了一定的理论基础和应用参考。

基于圆渐开线型线方程,运用微分几何学得到容积变化规律。从热力学基本定律的角度出发,结合质量、能量守恒方程和气体状态方程,对涡旋压缩机的泄漏特性进行了详细的分析和研究。通过运用改进的Euler法对所建立的数学模型进行求解,得到了气体在有泄漏和无泄漏两种不同的工况下的温度、压力和质量的变化趋势。结果表明:泄漏对质量的影响最大,而对压力的影响最小。该数学模型对无油涡旋压缩机的研究和性能优化,具有一定的指导和借鉴作用。

采用Solidworks建立了无油涡旋压缩机动、静涡旋盘的三维模型,运用ANSYS分析软件对涡旋压缩机动涡盘分别在气体力、温度、惯性约束条件下以及在多场耦合载荷下涡旋齿的变形和应力分布规律进行了分析,并研究了不同齿厚和齿高的动涡盘涡旋齿在多场耦合载荷作用下的变形情况,得到涡旋盘的应力分布和涡旋齿变形情况。分析结果表明,对涡旋齿的变形影响最大的载荷是温度载荷场;在腔内气体被压缩时,涡旋齿始端部位温度最高,所受气体力也最大;耦合场下涡旋齿始端顶部变形最大,最大应力出现在齿根部位,且耦合场的最大应力不是各载荷应力的叠加;涡旋齿越高变形越大,涡旋齿越厚变形越小,分析研究结果为定量化确定无油涡旋压缩机的轴向间隙和径向间隙提供了理论依据。

为了研究无油涡旋压缩机传动系统的动力特性问题,对涡旋压缩机的传动系统模型进行了简单的分析,利用Solidworks 建立了涡旋压缩机的三维模型,并根据其运动规律,将其嵌入 Adams 虚拟样机软件中,建立了涡旋压缩机传动系统的动力学模型,针对曲柄销和小曲拐与轴承之间运动副间隙的大小,进行了传动系统的动力学仿真,结果表明:曲柄销和小曲拐与轴承之间运动副间隙的大小对于涡旋压缩机传动系统的动力特性有着显著的影响。合理控制轴承装配间隙有利于提高涡旋压缩机的动力特性以延长其使用寿命。

对圆渐开线涡旋型线的齿头修正展开了研究。首先从圆渐开线几何学出发,叙述了涡旋膨胀机的几何模型,探讨了涡旋齿齿头修正方法。为了提高涡旋机械的综合性能,着重分析了型线修正问题,研究了双圆弧修正与双圆弧加直线修正的修正参数的变化规律和修正面积系数的变化规律,为涡旋膨胀机的几何模型研究奠定了基础。