电液伺服阀衔铁组件是连接电-机械转换器和液压放大器的柔性构件,其刚度是影响伺服阀动静态特性的重要因素。针对衔铁组件精密零部件刚度的精确分析理论欠缺的问题,将衔铁组件等效为变截面弹性组合梁结构,考虑剪力对结构变形的影响,建立了基于能量守恒原理的衔铁组件柔度矩阵静力学解析模型。进一步,提出了弹簧管、反馈杆、挡板刚度以及组件综合刚度的高精度计算方法,并作了弹簧管刚度测量和反馈杆柔度测量,理论计算结果与测量结果吻合。所建立的衔铁组件柔度矩阵模型及刚度计算式可为衔铁组件柔性构件的匹配设计和精密零件的刚度标定提供依据。

为了研究两级滑阀式电液伺服阀的静态、动态特性,建立了两级滑阀式伺服阀的数学模型,仿真分析了前置级和功率级结构参数对伺服阀性能的影响。结果表明:某型两级滑阀式电液伺服阀具有良好的静动态特性,其输出流量大、线性度好、动态响应快;通过所建立的数学模型,可优化两级滑阀式电液伺服阀前置级和功率级的结构参数,为提升动态响应性能提供理论参考。

针对数字式电液作动器的位置控制展开研究,提出了一种基于模型的算法,能够实时地对数字式电液作动器系统的状态进行预测,并根据预测的状态完成位置控制。在脉冲宽度调制(PWM)和脉冲数量调制(PNM)的基础上,改进了数字阀系统的控制方法,建立了完整的数字式电液作动器系统模型,并通过软件联合仿真得到了作动器的控制结果。最终结果表明:采用基于模型的算法,能够使得作动器的追踪精度达到0.5mm。与传统方法相比,该方法逻辑简单,可行性强,控制效果较好。

针对高端液压元件因滑阀冲蚀磨损引起阀口轮廓变动与性能不确定性问题,考虑颗粒物撞击阀口的概率事件,提出了基于Edwards冲蚀模型的全周边滑阀冲蚀圆角定量计算方法,并以阀控对称缸为例,揭示了四边滑阀各阀口冲蚀后的轮廓及阀特性的演化规律。研究结果表明,阀口的冲蚀圆角由颗粒物尺寸、颗粒物数量、撞击速度、阀口大小等因素直接决定;阀口流量越大、颗粒物数量越多、压差越大,颗粒物的撞击速度就越大;颗粒物尺寸相对阀口开度越大,颗粒物撞击阀口的概率就越大;在阀控缸动力机构中,液压缸的结构尺寸、运动速度、负载决定了各个阀口流量、压降和阀口开度。在负载恒定、液压缸恒速情况下,阀控对称缸4个阀口的流量相同但压降不同,冲蚀后的阀口圆角不一致。冲蚀导致滑阀压力增益降低,泄漏量增大,且产生零偏,零偏位移可通过惠斯通桥路平衡

针对某型先导式溢流阀需要对泄漏进行控制的问题,推导出考虑形位公差和安装偏差的溢流阀泄漏量数学表达式,同时建立泄漏情况下的溢流阀未开启、前置级开启、主阀开启3种状态的流量数学模型,并利用AMESim软件仿真验证了模型的有效性。根据模型分析了溢流阀主阀直径、主阀半锥角、主阀密封长度、主阀密封间隙等主要结构参数变动对泄漏和流量的影响,并给出一组结构参数,可在保证流量的前提下满足泄漏量的要求。

为了解决恶劣环境下伺服机构作动器两腔密封不可靠的问题,采用新型材料PEEK及阀芯注塑技术,设计一种采用锥阀式软密封结构的新型液压锁,并对其寿命和密封效果进行测试。结果表明,该新型液压锁具有可靠的启闭效果和密封保压效果,能保证伺服机构在任意位置都处于锁紧状态。该新型液压锁已成功应用在某型号运载火箭上。

针对普通集成式双级溢流阀在空间尺寸限制时不能稳定溢流的问题,建立了普通集成式双级溢流阀框图,得到了先导阀稳定性判据。该判据表明集成式双级溢流阀主阀尺寸与先导阀存在匹配关系：过大的先导阀芯或过小的主阀尺寸将导致先导阀失稳,造成双级溢流阀无法稳定工作。提出了在先导阀前腔串加阻尼孔来实现极端小尺寸下先导阀与主阀稳定控制的新型集成式双级溢流阀方案,该串联阻尼孔避免了先导输入流量对先导阀芯运动的直接影响,通过阻尼作用降低了先导阀回路的开环增益。理论和试验结果表明：该新型溢流阀在极限小尺寸下可以稳定溢流,能提供更好的压力流量特性。

在一种利用喷气反作用力的飞行器姿态控制方法的基础上建立拉瓦尔喷管的热力学和动力学模型取得了拉瓦尔喷管内部速度场、压力场及温度场的分布规律。分析结果表明：喉部及初始扩张段气流的速度变化快气体对壁面的冲刷严重该部位可采用抗冲刷防护材料和工艺处理措施;在收缩段的喷管壁面处的压力高喉部及初始扩张段壁面的压力变化剧烈可采用强度较高的防护材料;气流经过拉瓦尔喷管过程中温度不断降低但壁面温度变化幅度不大在喷管喉部处的温度快速下降且出现不均匀变化现象可见喷管收敛段及喉部着重注意耐烧蚀防护处理。本文的理论结果和实验结果相符研究结果可作为拉瓦尔喷管结构和工艺设计的理论依据。