轴向柱塞泵流量特性的传统分析方法没有考虑油液的泄漏、可压缩性及经阻尼槽的倒灌等因素的影响，由此得出的结论与实际情况相差甚远。本文综合考虑这些主要影响因素，建立了流量特性方程作了仿真分析。仿真结果表明，相邻值的奇偶数柱塞泵的流量脉动系数相差无几，且流量脉动频率与柱塞数的奇偶性无关。

针对航天微型扭杆性能测试装置用到的微小扭矩加载系统中的压电驱动微位移放大机构,建立了精确的有限元模型,对微位移放大机构在不同驱动力下的位移输出,利用有限元分析软件Nastran 2001进行了仿真分析,实验结果验证了仿真分析的准确性.结果表明:利用杠杆原理计算微位移放大机构的放大比会带来较大的误差,本机构中达到了50.6%,而有限元分析是行之有效的方法.

对于惯性导航仪表中的微型弹性扭杆,其回转母线上的过渡圆角不容忽视,按照材料力学上等截面圆柱扭转理论计算的刚度系数,存在较大的误差。基于变截面圆柱扭转理论,推导了带过渡几何圆角微型扭杆的刚度系数的计算公式,并探讨了圆角的大小对于计算结果的影响。数值计算的结果验证了所推导解析式的正确性和精确性。算例表明：不考虑过渡圆角的影响产生17%的误差,而采用该文给出的公式进行计算产生的误差在0.1%以内。

对于微小扭矩加载系统中的压电驱动微位移放大机构,建立了精确的有限元模型,对微位移放大机构在不同驱动力下的位移输出,利用有限元分析软件Nastran2001进行了仿真分析,得到了较为准确的特性参数放大比,实验结果验证了仿真分析的准确性.

对配流副结构参数对轴向柱塞泵的几何流量特性的影响进行了研究，得出了有关结论，并作了实验供进一步研究参考。

针对典型斜盘式轴向柱塞泵工作时出现的空化现象,以某高压柱塞泵为例,建立了柱塞泵配流过程中,气液混合相的连续性控制方程和运动控制方程,推导了基于气液两相流的质量输运控制方程,并对柱塞泵进行了空化流动的数值模拟。仿真结果表明,不同的转速、压差和配流盘结构对柱塞腔内部、配流盘表面以及缸体与配流盘接触处的空化存在影响,且仿真结果与实验检测数据结果是吻合的。

为了优化液压滑阀可控因子以降低滑阀开启或关闭时操纵性能对噪声因子的敏感性,提高液压滑阀工作时的可控性与稳定性,提出了液压滑阀健壮性设计方法。利用计算流体动力学方法对液压滑阀开启或关闭时内部流体的动态特性进行了仿真模拟,分析了滑阀内部流道结构参数、阀芯运动速度、滑阀进油口与出油口压差对瞬态液动力的影响,并借助于试验设计和响应面函数方法,获得了滑阀瞬态液动力与各参数的定量化关系。最后以滑阀内部流道结构参数为设计变量,阀芯运动速度和滑阀进出油口压差为不可控的噪声因子,以仿真中液压换向滑阀瞬态液动力服从正态分布且方差最小为目标,对滑阀进行了健壮性设计,设计结果表明,通过对结构参数进行优化设计可明显降低噪声因子对滑阀瞬态液动力的影响。

为了解决工程机械复杂工况下难以准确建立液压滑阀动态模型的问题，提出了面向多学科交叉的液压滑阀数字化建模方法。考虑内部流体动力学对滑阀系统的影响，利用 CFD 方法对滑阀工作时的内部动态耦合过程进行了解析，分析了滑阀动态工作过程中过流截面面积、流量系数、液动力随阀芯位移的变化规律，并将它们作为滑阀数字化设计系统的边界载荷和输入参数。同时，在流体动力学解析模型的基础上利用 AMESim 搭建了基于功率键合图的液压滑阀工作模型，对滑阀进行了数字化设计，分析了不同的结构和系统参数设置对滑阀性能的影响。最后，进行了液压滑阀的台架实验，验证了仿真模型的正确性。

为了解决流固耦合条件下斜盘式轴向柱塞泵的数字化设计问题,采用基于动态边界的流体动力学计算方法（CFD）对其进行了建模与解耦分析。通过UG建立柱塞泵工作过程中流体的三维模型,采用Gambit对模型进行网格划分和局部细化,并设定流体边界为移动边界,利用Fluent软件中用户自定义函数（UDF）方法定义流体可压缩性和黏性,以及边界的运动规律,建立了数字化模型并进行了仿真分析,得到了动态流固耦合状态下泵出口流量变化规律。最后,设计和搭建了柱塞泵出口流量与出口压力测试的试验平台,将测试数据与仿真数据进行了对比,实验结果验证了该建模方法和解析手段的可行性与正确性。