根据核岛内环吊拱架安装车臂架的结构组成和液压传动原理,采用功率键合图法建立系统的键合图模型,据此推导臂架伸缩动力学模型,基于Matlab软件仿真分析臂架伸缩油缸的运动规律、三通溢流阀和压力补偿阀的控制特性以及系统流量变化规律,结果表明:定量泵和三通溢流阀组成的负载敏感系统可自动适应伸缩臂运动的压力、流量需求,系统速度稳定;通过控制球阀的启闭时序,可以实现臂架的顺序伸缩,保证臂架工作安全性;在伸缩油缸处于行程极限位置时,系统负载敏感功能失效,处于高压溢流状态;泵出口压力的试验曲线和仿真曲线一致性较好,表明所建模型可准确反映臂架伸缩的工作特性。

为了研究串联式双回路液压制动阀对湿喷机制动性能的影响,根据制动阀结构及工作原理,考虑稳态液动力等非线性因素,采用键合图理论建立了液压制动系统的动力学模型,基于MATLAB平台仿真分析了制动阀的静、动态特性,并在湿喷机上搭建实验平台进行其制动性能测试。结果表明:制动阀输出压力具有比例特性,后桥制动响应快于前桥,且后桥制动压力约大于前桥制动压力0.2 MPa;制动阀双段制动压力梯度的设计可以满足湿喷机在高低速行驶时动能差别较大的制动需求;制动阀阶跃响应迅速,系统能在0.3 s内趋于稳定,且无明显压力超调,制动性能稳定;在制动阀复位阶段,制动油缸将工作腔油液迅速排入油箱,解除制动。制动压力的测试值与仿真值基本吻合,验证了所建模型的准确性。研究结果可以为制动系统的参数匹配和制动阀结构优化提供参考。

为研究核岛支架安装车双平行四边形升降机构内在的复杂动态特性,需建立升降臂工作过程准确的动力学模型。通过分析升降臂结构组成和工作原理,运用AMESim平面机构库的转动铰、刚体杆件和移动铰等单元,建立升降臂机械系统多体动力学模型;利用AMESim标准液压库的变量泵、负载敏感阀和油缸等单元,建立升降臂液压系统驱动力模型;根据油缸和移动铰的输入输出状态变量相互作用关系,建立升降臂机液耦合动力学模型。仿真分析升降臂起升过程的动力学性能,并搭建试验平台进行测试。研究结果表明:升降臂起升初始阶段,系统压力有一定振荡,但最终趋于平稳;双平行四边形机构转角方向相反,转角大小相等,能够实现支架垂直升降;油缸工作压力、连杆转动角度的数值模拟结果能与试验结果较好吻合,利用该模型可以预测铰点约束力等状态变量的动态特性,为进一

针对核岛内支架安装车夹持支架焊接安装时易发生掉落的现象,设计一种能够适应不同支架截面尺寸且有效保持夹持力的保压夹具系统。通过分析夹具系统结构组成和工作过程,建立夹持系统键合图模型和动力学方程,基于AMESim仿真分析支架夹持过程中油缸泄漏工况下系统工作特性,并在样机上搭建试验平台进行测试。结果表明:由于负载敏感系统的压力流量自适应作用,变量泵输出流量稳定,活动夹勾转动平稳;夹具夹持支架焊接过程中,蓄能器能及时补充系统泄

为利用旋挖钻机在回转阶段的制动能量,提出一种基于二次调节技术和液压蓄能器的能量回收系统。通过分析上车回转的工况特点,运用功率键合图理论建立回转动能回收利用的数学模型。针对系统参数的不确定性及存在的外干扰,设计自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制,并利用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性和收敛性。为对系统进行优化设计,仿真分析液压蓄能器容积、充气压力及回转制动时间这3个主要因素对系统工作性能的影响规律。研究结果表明：所提出的回转系统在制动时能有效地完成能量回收,其中,回转制动时间对系统工作压力和能量回收效率影响最大,而液压蓄能器容积和充气压力对能量回收效率影响较小,但对恒压网络压力波动影响较大。

为从理论上研究双喷嘴挡板伺服阀的工作性能,需对其建立较为精确的数学模型。针对电液伺服阀工作过程固有的机电液耦合特性,选择可统一处理多能域复杂系统的键合图法作为建模工具。根据衔铁、挡板组件和阀芯的运动规律,考虑喷嘴射流液动力等非线性因素,采用集中参数构建了系统的键合图模型,并推导出描述伺服阀工作过程内部能量供给、传递、转化和消耗的状态方程。结合某型伺服阀的相关参数,采用四阶Runge-Kutta法进行数值求解。数值模拟结果表明：伺服阀输入阶跃电流后,预测的负载流量阶跃响应的变化趋势能与试验结果较好吻合,并且模型能预测伺服阀系统内部状态变量的动态特性,为伺服阀结构参数优化研究和动态性能分析提供了理论依据。

通过分析伺服阀的工作原理及力矩马达工作间隙中磁流体的作用机理,运用键合图理论以规范的方式统一描述系统中的机液能量耦合、流体磁化以及电磁转换等多种能量作用;考虑磁流体作用力等非线性因素,采用集中参数建立电液伺服阀的通用仿真数学模型,模拟添加磁流体前后及力矩马达工作气隙参数变化对伺服阀工作性能的影响规律,通过试验证明该模型的有效性。研究结果表明：添加磁流体可增加伺服阀力矩马达的阻尼比,提高系统的稳定性和抗干扰能力;增大工作气隙高度或减小导磁体有效工作面积均有利于提高系统的稳定性,但降低了系统的流量增益。

为提高起重机变幅系统过载制动的平稳性和快速性,保护起重机臂架安全,提出了一种应用电液比例方向阀平缓切断变幅系统油路的过载自动控制新方法。分析了液压起重机过载控制方式,基于键合图理论建立了变幅系统下降工况的机液耦合模型。应用数学分析软件Matlab对模型进行了数值解析,计算了在30°、45°、60°吊臂仰角、电液比例阀不同关闭时间下,变幅油缸活塞杆的速度响应。得出了变幅系统制动时兼顾平稳性和灵敏性要求,比例方向阀最优关闭时间为0.2s的结论。试验结果验证了仿真模型和优化参数的正确性,为液压起重机过载自动控制系统性能的提高提供了理论依据。