高速液压缸是电液伺服控制系统的执行元件,其导向套静压支承结构具备优良的导向性能、抗偏载力、低摩擦力,可以大大影响系统的控制精度以及动静态性能。通过理论分析得到不同工况会引起静压支承油膜的温度变化,而温度变化对导向套静压支承的承载力影响很大。应用Fluent对液压缸活塞杆导向套处静压支承的温度场进行建模仿真,分析活塞杆偏心量、入口流量、活塞杆移动速度与油膜温度的关系以及油膜的温升与油膜承载力的关系。结果表明随着偏心量的增大,轴向封油面的温升越来越大,同时温升较大的面积占比增多;入口流量与温升成正比关系;活塞杆往复直线运动带动液压油运动,油膜产生温升;同时,油膜温度升高,油膜支承力减小,导向套静压支承性能降低。

研究偏心率及不同供气压强条件下,气体静压径向轴承节流孔附近的气膜流场特性及承载力变化情况,并通过优化节流孔张角,提高轴承承载力。建立气体静压径向轴承三维模型,划分网格并确立模型的边界条件,采用Fluent软件对轴承内部气膜流场进行仿真计算。计算结果表明,气体静压径向轴承偏心率的增加,会导致区域气膜的压力差增大,从而提高轴承的承载力。轴承承载力同样会随着供气压强的增大而增大,但增幅会随着供气压强的增大而逐渐变小。但当供气压强增加到临界值时,由于节流孔附近激波的出现,将导致承载力随着供气压强的进一步增大而降低。通过改变轴承节流孔张角,可消除轴承气膜内的涡流现象,并改善气膜流场特性,降低能量损失,提高轴承承载力。经过分析对比,发现最优节流孔张角介于50°到60°之间。

为解决平面二次环面蜗杆数控磨床加工中出现形位超差和精度不足的问题,通过研究磨床的整体结构和转台工况确定了扇形静压转台的主体结构方案和设计参数,通过理论计算推导出承载力与位移率和面积比的关系和刚度与压力比与面积比的关系,根据面积比最优计算得到油垫的承载力和刚度,并利用FLUENT软件分别对口字型和工字型油腔结构的油垫进行流体力学仿真分析,证明计算得到的油腔尺寸参数可以使转台产生足够的承载力,满足磨床设计要求,分析了矩形油垫中不同的油腔内部结构,得到口字型油腔结构比工字型油腔结构产生的更大承载能力且承载更均匀,油腔内部无内壁阻隔更适合于静压油腔选型的结论。

通过轻量化、标准化、智能化的研究方式,研发新一代智能顶升模架,主要由支承系统、框架系统、吊挂架系统、模板系统、防护系统、附属系统组成。其中系统组成的核心是支承动力系统,支承动力系统采用低位支承的方式,有效保证了下部混凝土强度。动力系统采用小行程液压油缸,将控制系统智能集成,大大提高安全性并降低操作难度,减少人工成本。对墙体承载力进行试验研究,论证轻型支承系统的可实行性。

为改善简支T梁损伤累积导致的抗弯、抗剪承载能力不足等问题,提出了采用超高性能混凝土(UHPC)U形三面包裹T梁底板和腹板的加固方案,建立了T梁加固前和采用加固后的非线性有限元模型,进行了四点弯曲试验及抗剪试验数值模拟,通过对比加固前后荷载-位移曲线,分析了加固前后的抗弯、抗剪性能。结果表明:基于ABAQUS软件模拟T梁抗弯剪试验的准确性较高,可用于后续桥梁的加固分析;采用C120、C150强度等级UHPC加固后的T梁在极限抗弯承载能力上较加固前分别提升了69%、77%;在相同剪跨比下,加固后T梁的抗剪承载力和抗变形性能显著提升;加固后有效地抑制了损伤的发展,为T梁提供了较大安全储备。

为了计算在役JJ113/32型井架结构的承载力与剩余疲劳寿命,在现场对该井架进行了静、动态载荷测试。利用I-DEAS软件建立了有限元仿真模型,在测试钩载下二者的结果吻合较好,验证了模型的准确性。经综合分析,井架承载的薄弱杆件位于1号立柱的下部,承受的最大应力小于材料的极限应力值,满足原最大设计钩载的要求。对井架杆件的疲劳寿命的计算结果表明,该井架有较大的寿命安全系数,能够在服役期继续使用。

依据泵用机械密封动、静环端面结构的夹角大小,建立平行、收敛、扩散三种间隙类型的流体膜三维模型,通过添加实际工况条件下的边界条件,数值模拟其流体膜的压力、承载力分布规律,结果表明,平行间隙中流体膜压力呈线性分布,而收敛、扩散间隙压力呈非线性分布,且收敛间隙中的流体膜压力大于扩散间隙中的压力;而平行间隙流体膜承载力要大于扩散间隙,而小于收敛间隙;同时探究了端面间夹角大小,转速对流体膜压力和承载力的影响规律,探究结果为泵用机械密封端面间隙类型的选择提供了理论指导,也为后续密封环变形对流场特性影响的研究打下了基础。

为了提高分析矩形止推气浮轴承静态性能的精确度,利用有限差分法对雷诺方程进行了求解.据此,对双U形止推轴承和双圆形止推轴承中两个均压槽之间的耦合关系进行了分析,并利用所设计的装置分别对这两种气浮轴承的承载力理论结果进行了试验验证.研究结果表明：双U形止推轴承中均压槽之间的耦合关系随着气压的增加而增强,双圆形止推轴承中的均压槽之间的耦合关系相对稳定,其强度不会随着外界条件的改变而改变;双U形止推轴承承载力要强于双圆形止推气浮轴承;有限差分法所得出的承载力与试验结果具有较好的一致性,其最大的相对误差分别为12％,13.3％.证明了该方法对矩形止推气浮轴承进行静态性能分析的有效性.

利用CFD流体计算软件对气体静压轴承三维内部流场进行数值模拟与分析。在计算中采用了湍流(Realizable K-ε)计算模型,利用计算结果对气体静压轴承的性能进行分析,得出了承载力随着转速的增加而明显的变大;在节流孔附近湍流效果明显,远离节流孔流场逐渐恢复层流;同时通过对节流小孔附近的截面的压力和马赫数分析,得出了在节流孔附近存在着超音速现象,对轴承的稳定性有一定影响,并且通过节流孔附近的压力分布以及承载力与转速的关系,得出了转速对静压轴承的静特性影响不可忽略。

采用间隙密封的直线共轭内啮合齿轮泵的内齿圈在油液压力和齿轮啮合力的作用下,其外壁对泵体内壁产生较大的压力,基于该问题首先对内齿圈进行了受力分析,其次在泵体内壁开设由矩形槽和V形槽构成的复合静压支承槽,并利用油膜静压支承原理减小内齿圈与泵体内壁直接接触所造成的磨损,最后建立了内齿圈静压支承油膜的承载力与承载刚度的数学模型,这将对进一步研究直线共轭内啮合齿轮泵提供一定的理论依据。