针对目前综采工作面回撤过程中液压支架回撤工期长且安全性低的问题,设计了一种安全高效回撤液压支架的工字形回撤装备。通过SolidWorks建立了工字形回撤装备的三维模型,借助ANSYS Workbench开展了卡链器的静力学分析,并进行了模态分析,得到前6阶固有频率和主振型。结果表明:卡链器的最大变形量发生在顶部,变形量为0.18 mm,小于0.2 mm;最大应力集中在链条槽处,应力值为193.89 MPa,小于其许用应力245 MPa,卡链器模态分析的前6阶固有频率范围为1471~3484 Hz,验证了结构的合理性。

平衡式两排轴向柱塞泵的结构特点，决定了其流量脉动不同于普通轴向柱塞泵。分析了内外柱塞数同为奇数或偶数的平衡式两排轴向柱塞泵的流量脉动情况，采用不同参数，利用Matlab绘制其瞬时流量曲线进行比较。结果表明：内外排柱塞数同为不相等的奇数或偶数时，内外排瞬时流量存在抵消使流量脉动减小。内外排柱塞数为相同的奇数或偶数时，内外排瞬时流量互相叠加使流量脉动保持不变。内外排柱塞数相等且交叉布置时，其流量脉动具有最大的减小量，脉动周期为普通轴向柱塞泵的一半，有利于泵结构的紧凑。

以水液压滑阀的阀芯摩擦副为研究对象，通过在阀芯表面设计微造型结构以改善其动压承载和润滑性能。采用基于N．s方程的CFD方法分析微造型阀芯摩擦副的流场，得到微造型阀芯表面的压力分布曲线、承载力曲线以及摩擦力曲线，研究阀芯叠合量大于2．5mm时，叠合量的大小对微造型阀芯摩擦副动压承载及润滑性能的影响。研究结果表明：光滑阀芯的表面无动压润滑效果，而微造型阀芯的表面可产生油膜动压支撑；且随着阀芯叠合量的减小，微造型阀芯表面的承载力值呈上升趋势，从而使阀芯和阀套间摩擦副的接触摩擦力减小。

介绍了用超磁致伸缩材料（GMM）作为动力元件的微小泵的结构和工作原理。在建立微小泵轴对称磁场模型的基础上，利用有限元方法对其磁场进行了分析计算，得到了不同输入电流时，GMM棒上的磁场分布及磁场强度沿轴向的分布规律。磁场仿真结果为GMM微小泵磁场分布的预测及磁路结构优化提供了理论依据。

针对超磁致伸缩材料热变形严重影响超磁致伸缩高频微小泵输出精度的现象，在介绍热补偿方法、分析磁致伸缩材料的热来源和微小泵工作原理的基础上，提出了相变材料和热膨胀补偿机构组合的方法，以控制超磁致伸缩棒热变形对微小泵的输出影响。由理论和试验可以得出，该方法对微小泵的温控效果明显，使温度控制在45℃±0．5℃，有利于提高超磁致伸缩泵的输出精度，实现了超磁致伸缩泵的微型化。

以煤矿水压安全阀阀芯为研究对象，通过在阀芯表面设置微造型以改善其润滑特性。采用正交试验方法，选取L16（4 5）标准正交表，设计出16种试验方案，考虑微造型深度、微造型半径、摩擦副间隙、阀芯运动速度和微造型形貌5个因素对微造型阀芯润滑特性的影响。建立微造型阀芯CFD模型，分析阀芯表面压力分布和承载力特性，研究微造型参数对微造型阀芯润滑性能的影响，并确定微造型最优模型。结果表明：阀芯表面微造型能产生动压润滑效果，有助于改善阀芯摩擦磨损问题；由极差分析可知影响微造型阀芯承载力的因素由主到次依次是微造型深度、微造型半径、微造型形貌、摩擦副间隙和阀芯运动速度。由正交试验得出的优选方案比原试验方案的承载力提高22％。

介绍电液伺服阀用超磁致伸缩转换器（GMA）的结构和工作原理；在建立转换器数学模型的基础上，构建转换器的AMESim仿真模型，分析阻尼系数、等效质量、驱动频率和GMM棒刚度系数等不同参数对转换器动态特性和输出位移的影响。仿真结果表明：增大阻尼系数，减小等效质量，可以提高转换器的动态特性；减小驱动频率和GMM棒刚度系数，可以增加转换器的输出位移。仿真结果为电液伺服阀用超磁致伸缩转换器的结构参数优化提供了理论依据。

提出一种基于超磁致伸缩转换器的新型直动式高频电液伺服阀（GMM高频伺服阀），介绍了GMM高频伺服阀的结构组成和工作原理，在建立其数学模型的基础上，构建了AMESim仿真模型，仿真分析供油压力、阀芯与阀套间的径向间隙、阀芯圆角、等效质量、阻尼系数和液动力等不同参数对伺服阀输出流量和动态特性的影响。仿真结果表明：GMM高频伺服阀在10MPa供油压力下，输出流量可达6．09L／min，上升时间仅为0．5ms，超调量为11．3％，具有良好的静动态特性；径向间隙大于24μm时，对伺服阀的输出流量和动态特性影响较大；减小等效质量、增大阻尼系数、阀芯保持锐边，可以提高伺服阀的动态特性；供油压力和液动力对伺服阀动态特性无显著影响。仿真结果为GMM高频伺服阀的结构设计和结构参数优化提供了理论依据。

介绍了利用国产超磁致伸缩材料研制的高频微小泵的结构组成和工作原理，建立了数学模型并对其基本性能参数进行了分析。结果表明，基于超磁致伸缩材料的高频微小泵，具有较快的响应速度，伸缩位移大，控制精度高等特点。

为了抑制阀口气穴，选择了几种不同的阀芯形状，建立了直动式纯水溢流阀动态特性的数学模型，利用Madab软件仿真分析了其动态性能，得到了影响其动态性能的主要参数，从而获得了优化的阀芯结构、形状和尺寸。