滚珠丝杠是电液伺服设备中的关键传动部件,其结构设计会直接对力学性能产生影响并进一步影响其传动的稳定性与工作寿命。为了实现滚珠丝杠的快速设计建模与装配,探索滚珠丝杠副接触力学性能,研究滚珠丝杠副力学响应,基于Python语言,对ABAQUS软件进行了二次开发,实现了滚珠丝杠副的参数化建模与有限元仿真,通过ABAQUS求解器对滚珠丝杠副系统进行了静力学分析,研究滚珠承载情况以及螺母结构对其受载的影响。结果表明:基于Python的ABAQUS的二次开发,可以实现滚珠丝杠副有限元参数化建模和静力学分析的全过程,为后续研究螺母返向器的结构设计优化与滚珠丝杠材料选取提供了数据与方法。

为提高果实自动采摘的效率,深入践行科技强农、智慧农业理念,以番茄采摘为例,根据番茄果实采摘流程功能需求与人体手臂结构特征,设计二轴采摘机械臂,并利用ANSYS Workbench软件对其进行结构优化。末端执行器设计为柔性气压驱动的机械手,在RobotStudio中对机械手进行建构,并对其运动姿态进行仿真设置,最后对番茄采摘机器人视觉系统的关键部件相机进行设置与程序控制,构建完成了一套自动识别番茄采摘机械手控制系统。

基于液压起落架试验台,联合液压系统、起落架收放系统和起落架结构进行综合试验,对一种飞机起落架收放系统的工作特性进行研究,得出液压系统输出流量和开关控制逻辑对起落架收放特性的影响规律。同时针对系统试验过程中出现的“起落架放下硬开锁”典型故障现象进行分析,判定是由于在放下起落架时“先抬起”的动作过程中放下管路出现背压,导致起落架硬开锁。最终通过理论研究和试验结果对比分析,准确定位故障原因,进一步深化对系统的认识。

针对传统蓄能器在蓄能和释能过程中压力变化大容易引起系统压力不稳定的问题,提出了一种基于弹簧储能的恒压蓄能器。首先分析装置的工作原理,然后推导并求解关键零件凸轮的轮廓曲线方程。对某液压系统蓄能器的关键参数进行设计,在ADAMS软件中搭建其仿真模型,对流量变化时蓄能器的恒压效果进行了模拟验证,稳定工作时恒力偏差在1％以内。为液压式储能设计提供参考依据。

在液压流体传动系统中,ISO 6149内锥面密封结构因其密封效果好而被广泛应用,但这种密封结构存在锥面孔较难加工,安装时易切密封圈等不足,提出一种新密封结构的设计方法。通过对比ISO 6149内锥面密封结构,对密封原理、特点及优越性做了详细分析,并给出密封参数确定方法,通过实际运用和仿真进行了验证。

为研究旋转配流式恒压双排轴向柱塞泵的特性,建立了旋转配流盘式恒压双排轴向柱塞泵模型,搭建了AMESim旋转配流式恒压双排轴向柱塞泵的整体仿真模型,仿真分析了出口压力对出口流量的影响、出口压力对配流盘旋转角度的影响以及在可变节流孔信号突变情况下变量机构复位弹簧刚度和压力控制阀阀芯刚度对旋转配流式恒压双排轴向柱塞泵的动态特性影响。结果表明:出口流量随着出口压力的增加而减小,配流盘旋转角度随着出口压力的增加而增加;复位弹簧的刚度越大,恒压泵的动态响应速度越快,超调量越小;阀芯直径的增加会降低恒压泵的动态响应速度,达到稳态的时间变长,达到稳态过程的配流盘旋转的幅度明显增加,流量震荡和压力震荡变大。

为了选取合适的蝶板和阀座材料,保证三偏心蝶阀强度和密封性能,仿真研究了3种不同材料对三偏心蝶阀强度和密封性能的影响。结果表明:对于GH4169、铝青铜和聚三氟氯乙烯阀座,三偏心蝶阀的密封压力分布都不均匀,阀轴附近存在低密封压力区;合适的蝶板和阀座材料可以增加低密封压力区的密封压力,提高三偏心蝶阀的强度和密封可靠性,其中铝青铜阀座的密封比压比是GH4169阀座的2倍左右,具有较好的强度和密封性能。

方孔滤网是航空燃油系统典型的污染控制元件,易出现堵塞等问题,严重影响滤网及系统可靠性。运用流体仿真软件建立了方孔滤网简化模型,采用CFD-DEM耦合的方法,研究方孔滤网元件过滤过程,分析油液清洁度、滤网精度对过滤效率的影响。结果表明:滤网过滤初期主要是表面介质过滤,小于网孔颗粒群卡滞网孔是滤网过滤中期拦截的关键。颗粒浓度和滤网精度对滤网过滤效率有重要影响。颗粒浓度越高,颗粒过滤效率越低;相同颗粒在通过不同规格滤网时的过滤效率存在较大差异,其中滤网规格越小,通过的过滤速度越低,过滤效率越高,拦截颗粒越多。在保证过滤性能情况下,滤网规格选用精度可提高一级。

球形泵是一种新型容积式液压泵,具有体积小、结构简单、功率密度高、可靠度高等优点,在微小型液压驱动领域具有广阔的发展潜力。目前针对球形泵的研究较少,存在理论基础、建模研究不完善等问题,在相当程度上阻碍了球形泵优势性能的发挥。因此,有必要完善球形泵系统理论与模型基础,建立一套较为通用的球形泵运动学分析方法,为球形泵的结构设计优化和推广应用提供理论支撑。基于球形泵独特容积理论,对现有两种构型(A/B型)球形泵结构与工作原理进行了剖析,分别建立了运动数学分析模型,构建了运动学特性与结构参数间映射关系;同时对两种构型的球形泵运动学特性进行对比分析,并通过建模仿真,验证了理论分析的准确性;最后,通过逆转机构运动链,设计了一种结构改进的新型球形泵,能够减小精密球面配合数量,提高工艺性,并实现球形泵的精确配流。

三臂凿岩台车是硬岩隧道钻爆法施工的专用设备,其臂架系统是末端钻机大范围作业的关键。针对三臂凿岩台车臂架系统易抖动、变形大的难题,提出优化臂架机械结构强度与一阶谐振频率,开发一套臂架高稳态电液驱动系统,实现三臂凿岩台车臂架系统稳定性与可靠性的提升。首先,在分析传统臂架结构应力应变分布与模态特征基础上,提出优化设计伸缩臂内部肋板与大臂外部肋板结构,在不影响总体结构尺寸的前提下,将大臂(伸缩臂完全伸出)最大变形由32.1 mm降至19.6 mm,一阶固有频率由2.36 Hz提升至3.03 Hz。在此基础上,开发了一套新型高稳态臂架电液驱动系统,建立电液驱动系统的仿真分析模型,并提出优化设置平衡阀弹簧刚度、平衡阀控制口与回油口阻尼阀过流面积、主油路阻尼阀过流面积等参数提升电液系统的稳定性,通过仿真建模分析探明了不同液压系统参数对臂架控制系统稳定性与动态特性的影响规律。通过臂架机械与液压系统的优化,实现臂架系统稳定性的提升,对未来三臂凿岩台车的设计与调试提供了重要参考。

海工栈桥波浪补偿系统可实现海上人员与物资的安全高效转运,是大型海洋运维船舶的关键系统。针对海工栈桥波浪补偿系统“能耗大”的瓶颈问题,提出一种海工栈桥俯仰主被动复合波浪补偿电液系统设计方案。首先,分析了海工栈桥波浪补偿系统的机械结构及其俯仰关节工作原理。设计基于高压气体随动支撑的被动波浪补偿系统,降低海工栈桥俯仰动作过程中因自身重力产生的能耗;设计基于电液阀组的主动波浪补偿液压控制系统,实现海工栈桥俯仰运动的闭环控制。接着,通过理论建模与仿真分析,揭示了所设计系统对栈桥自重的随动补偿机理,解析了被动补偿系统与主动补偿系统的能量分配,探究了不同被动补偿压力下所设计主被动复合波浪补偿电液系统的能耗特性。最后,研制了海工栈桥俯仰主被动复合波浪补偿电液系统,并开展了试验,验证了设计系统的驱动与控制能力。研究结果表明,所设计主被动复合波浪补偿电液系统可实现海工栈桥的低能耗高精度控制,对我国未来海上风电安装及运维等具有重要战略意义。

为了进一步提升乳化液泵总效率,基于传动系统、液力配流系统、压力控制系统方向开展能量损失控制手段研究。提出无减速机构的乳化液泵传动方式和基于网纹平顶珩磨的滑道内孔加工工艺,通过摩擦磨损试验验证乳化液泵十字头-滑道摩擦副的减磨降摩手段。研究高压填料密封预紧力对泄漏量的影响关系,通过试验验证能量损耗最低的预紧力,引入变频调速联动卸载阀替换原有压力控制系统,降低卸载阀卸载过程中的能量损耗。将以上研究内容应用于630 L/min,40 MPa乳化液泵并在巴彦高勒煤矿开展井下工业性试验,总效率可由原87%提升到91.5%。

针对武器发射装置内部安装空间有限、后坐杆件冲击速度快、需要贯穿缓冲器内部的实际工程需求,提出一种改进的新型渐变式液压缓冲器结构。基于倾斜平板缝隙流理论、油液可压缩性理论等对缓冲器进行了动力学建模。采用Simulink进行了建模求解,分析了不同初始速度工况下内部活塞杆速度、行程、油液压力、缓冲力等变化情况。设计了一种弹射试验方案,并采用该方案对样机进行了试验验证,试验结果为理论与实际的碰撞能量损失最大误差为9.49%,缓冲力最大误差为9.69%,缓冲位移最大误差为4.67%,验证了理论模型的适用性及准确性,为解决武器发射装置内部有限空间内高速后坐杆件的平稳缓冲提供了设计理论基础。

针对轴向柱塞泵滑靴副的润滑特性问题,在滑靴表面布置微织构,设计正交试验方案,仿真研究了滑靴副的工况参数(膜厚、转速)、表面织构的形状参数(坑形、直径、深径比)及面积率对滑靴副表面承载力的影响,结果表明,多影响因素的主次顺序为:转速、面积率、坑形、直径、深径比、膜厚;多因素的最优组合为:转速1500 r/min、面积率20%、圆球形、直径500 μm、深径比0.4、膜厚20 μm;根据压力、速度云图,分析了微织构表面的流体动压润滑效应及提升表面承载力的机理。在最优组合的基础上,分析了单因素变化对承载力的影响。

为了降低数据中心的能耗,同时改善数据中心的温度场,解决局部发热的问题,回路型热管背板空调正逐步应用于数据中心改造。对压缩机-液体动力型回路热管背板空调系统进行了测试,结合GB/T 19413—2010中全年能效比的概念,测出各个工况点下的制冷量和制冷总消耗功率,计算出全年能效比,并与相同制冷量的风冷压缩机-液体动力型回路热管列间空调做了对比试验。可以看出在满足数据中心冷负荷的条件下压缩机-液体动力型回路热管背板空调具有一定的优势。

C形密封环是保证核电站反应堆压力容器密封的核心部件,其密封性能直接关系到核电厂安全稳定运行。目前核电站普遍使用的是密封层包银的C形环,但是包银C形环的使用温度一般限制在400 ℃以下,针对某设计温度高达550 ℃,且要经历多次冷、热态温度循环工况的某新型高温核电机组反应堆压力容器,介绍一种新型包镍C形环的主要结构材料、制造工艺和技术关键,并且通过搭建常温、高温性能试验台架,对该新型包镍C形密封样品环进行常温和高温下的各项冷、热态综合性能试验。试验结果分析表明:研究的新型包镍高温C形密封环在高温550 ℃下的泄漏率可达到≤5.0×10^-6 Pa·m³/s,可供核电站以及其他工程领域550 ℃高温用金属静密封环的密封检测和密封环的工程应用提供参考。

车辆转向过程中,存在稳定性与安全性低下问题,因此,提出基于自抗扰液压控制技术的汽车主动后轮转向方法。通过构建汽车横向动力学模型,并基于变动液压传动比精确计算后轮转向的期望横摆角速度;利用该期望横摆角速度作为跟踪目标,设计包含扩展状态观测器、跟踪微分器和非线性误差液压控制律的自抗扰液压控制器;通过获取附加后轮转角并调整,确保汽车能够紧密跟随理想模型,实现后轮转向的精准控制。仿真结果表明:通过跟踪车辆质心侧偏角与横摆角速度,并应用液压传动比,车辆稳定性得到显著提升,有效预防侧翻风险,确保行车安全。同时,该控制方法使汽车展现出优良的横摆角速度响应特性,且质心侧偏角预估值非常准确,对于提升车辆转向性能及行车安全具有重要意义。

采用我国某抽水蓄能电站的水泵水轮机作为模型进行研究,针对其“S”特性,通过改变活动导叶翼型,并用不同的布置方式,将其装配在原导水机构中,基于SST k-ω湍流模型,通过数值模拟计算分析活动导叶翼型改变对水泵水轮机“S”特性的影响以及导叶力特性的影响。结果表明:改变导叶翼型能够有效地破坏活动导叶和转轮之间的高速水环,流体流入转轮的阻碍变小,转轮区的流态变好;同时,活动导叶翼型的改变对导叶径向力也有所改善,加入改型后的活动导叶,径向力的峰谷差值有所变小,对机组运行稳定性影响较好。

针对轴向柱塞泵压力脉动特性问题,介绍了轴向柱塞泵工作原理,对其进行了运动学分析,推导了柱塞泵实际输出流量计算公式,得出了可能对其输出流量产生影响的因素。通过AMESim软件对不同转速、斜盘倾角、容腔体积、系统流量、内泄漏流量下柱塞泵压力脉动进行了仿真,分析各参数对出口压力、压力脉动幅值及频率的影响,并将仿真结果与某型液压泵压力脉动试验数据进行对比,得出仿真结果与试验数据压力脉动特性相似,为建模的正确性提供了支持。研究对于轴向柱塞泵工作参数的选择及柱塞泵压力脉动仿真及试验具有一定参考意义。

以某空分装置超低温液氧泵用机械密封为研究对象,建立了超低温机械密封模拟试验系统,以液氮为试验介质开展模拟试验,研究了吹扫氮气温度和声发射信号的变化规律,在密封启停过程中,密封端面间存在固体撞击,稳定运转过程中无固体撞击,密封端面间处于非接触运转。在启动过程中,超低温机械密封摩擦副间流体动压效应不足以形成完整的润滑膜,存在微凸体接触,声发射信号迅速增大并出现峰值,随着转速的升高密封端面流体动压效应增强,声发射信号逐渐降低,直至密封运行稳定,声发射信号趋于稳定。在停机过程中,随着转速的降低,因流体膜剪切效应降低,声发射信号先出现小幅下降,后因转速继续降低,流体动压效应不足以形成完整的流体膜,声发射信号迅速增大并出现峰值。整个试验过程中吹扫氮气温度在10.7~22.5 ℃之间,密封设计合理,满足设备现场使用要求。

现有无人机发射和回收任务往往由2套独立的设备完成,1套用于发射,1套用于回收,人员操作流程繁琐,并且也给后勤保障带来了较大负担。将2套功能不同的设备,整合成1套设备,在工程上充满挑战。针对某新型无人机保障设备需要,设计了集成发射和回收功能的液压动力系统。与1套原设备相比,在元件数量没有大幅增加的前提下可以实现2种功能。系统可以自动调节发射和回收时的各项参数,液压缸中设置阻尼缓冲可将发射末端高速滑车进行减速。基于SimulationX仿真分析软件,对发射和回收的动态过程进行了研究分析和参数验证,通过制造的实物样机进行了发射和回收功能实验。结果表明:系统可以实现无人机的发射与回收功能,发射末端无人机仿真和实验速度误差不超过3%,对后续设备的定型和量产具有重要意义。

针对苹果采摘机器人的视觉识别算法进行优化,以YOLOv8检测算法为基础进行改进。针对YOLOv8识别算法容易存在漏检错检,同时模型较为复杂,计算参数量较高等问题,设计出一种名为YOLOv8-SNC的目标检测算法。算法引入GSConv替换算法中Neck部分的传统卷积来提升算法整体的轻量化程度,同时在每个检测头前加入CBAM注意力机制提升网络的特征提取能力,使网络更符合苹果采摘机器人的实际需求。实验结果表明,YOLOv8-SNC目标检测算法与YOLOv8相比,精度P提升2.3%,平均精度均值mAP提升1%,浮点运算次数FLOPs减小了9.88%。在面对重果、枝叶遮挡、多目标等复杂环境时,YOLOv8-SNC拥有更好的鲁棒性。YOLOv8-SNC在提升模型检测精度的同时完成模型轻量化,为苹果采摘机器人提供一种高效可行的识别算法。

2025年1月8日,在北京举行的“中国液气密协会2025年迎春报告会”上,燕山大学孔祥东教授受邀作了题为《守正创新 双创融合,助力液压元件及系统高端化、智能化、绿色化发展》的分享报告。孔祥东教授分析了液气密行业在高端化、智能化与绿色化(三化)转型中的发展优势、发展瓶颈与发展前景。他从“守正创新”与“双创融合”的理论内核出发,强调行业需以“守正”夯实基础理论与工艺传承,以“创新”推动液气密领域高水平科技自立自强,并通过“双创融合”驱动液气密行业高端化、智能化、绿色化发展。报告还结合燕山大学液压专业及其科研团队在“三化”发展道路上的探索与实践,介绍了燕山大学液压专业人才培养、多元融合发展与其科研团队技术创新与转化等一系列实践措施,助力解决液气密行业“三化”发展难题。该文由现场报告整理而成,为液气密行业“三化”发展提供了理论框架与实践启示。

目前伺服机构配套关节轴承的装配主要采用人工使用压力机完成,此方式需考验操作人员的熟练程度,操作依赖性较大,且装配效率较低,无法保证装配质量一致性;为了提高车间生产效率,提高车间自动化生产程度,提出了一种自动进出料的轴承压入工艺方法,即通过依托于三轴传动机械手自动进出料的轴承压入设备,优化传统依靠压力机装配方法。首先,对整体结构进行了设计,并介绍了工作原理;其次,对关键环节进行了研究,并对关键零件进行了校核;最后,对气动回路以及电气控制部分进行了介绍。压入设备工艺方法的提出,对提高车间轴承装配生产效率以及提高产品质量一致性具有重要的意义。

针对高性能设计液膜润滑螺旋槽机械密封端面结构问题,结合熵产损失分析方法,开展了螺旋槽机械密封三维湍流流场数值计算与端面结构优化设计;分析了不同密封槽型结构流场压力分布,计算了密封在不同转速与槽深下泄漏率、开启力与熵产损失。研究结果表明:最优螺旋角为20°,槽堰比为0.42,槽坝比为0.63,槽深为13 μm,最优密封端面动压开启能力大,流动熵产损失小;密封泄漏率与开启力随转速与槽深线性增大,熵产损失随转速呈抛物线形增大,随槽深变化小。构建的螺旋槽机械密封结构多目标优化设计方法可为低泄漏、低能耗机械密封结构提供设计指导。

由于高压往复密封系统工况复杂,密封失效频繁,严重制约了大型液压装备性能的发挥。以Y形往复密封结构为对象,基于CAE分析和正交试验方法,对往复密封系统进行可靠性分析和结构优化。首先构建了往复密封结构二维对称有限元模型,仿真分析了密封系统的介质压力、预压量以及密封间隙对高压往复密封性能的影响规律,得到了密封圈根部出现挤压的临界压力为28 MPa;然后通过正交试验方法分析了Y形密封圈各关键结构参数对密封可靠性的影响规律,确定了Y形密封圈的最优结构参数;最后通过CAE方法对优化的结构参数进行了验证。结果表明:该优化的结构参数能够有效控制密封圈根部的挤压,并能降低密封最大接触压力和最大等效应力,可有效提升高压背景下Y形往复密封结构的可靠性。

为满足某些受限工况下高压气动噪声处理需求,研制了一种适用于狭小封闭空间使用的小型高压消声器。该消声器主要采用阻性消声技术对高压用气设备排气产生的气动噪声进行降噪处理,结构上采取内外双支撑骨架设计,增强抗高压冲击能力,经过测试该消声器可承受35 MPa高压气体冲击,消声量可达到45 dBA以上。

基于AMESim仿真平台,结合工程实例(软管恒张力控制系统),以A4VG闭式泵和专用设计的比例恒压控制阀组为基础建立数学模型,对泵的变量控制机构及远程恒压控制调节原理进行仿真分析。在对系统进行仿真和实验的基础上,分析了远程比例溢流阀调定压力和实际工作压力之间的关系和配置不同的阻尼孔对系统调定压力的影响。该系统比泵出口直接加溢流阀调压的方案具有更小的发热量及更好的节能效果,对于该系统在特定工况下的使用起到了一定的启发作用。

外场风况的随机变化和全尺寸风轮的非定常特性,导致外场的重复性实验结果很难得到,而数值计算可以方便有效地提供对比数据。在保证网格无关性及计算过程准确性的基础上,对外场实验风力机进行数值计算。首先,分析某实验工况时叶片的压力分布及流场结构,表明越靠近叶尖,压力分布的计算值和实验值吻合度越高,而越靠近叶根,大尺度的三维分离旋涡和测压带的联合作用使其压力分布偏差越大;其次,计算分析在整个风速区间4~23 m/s上风力机叶片表面的流动特性及压力性能,发现三维旋转效应引起明显的失速延迟现象。

通过有限元分析软件ABAQUS建立了金属C形密封圈的有限元模型,得出了C形密封圈压缩回弹性能的主要影响因素和变化规律并与试验结果进行了对比验证。研究了金属C形密封圈合金层厚度、开口尺寸、材料、温度等参数等对其力学性能的影响,获得了适宜的变形范围以及接触宽度、接触应力值变化规律。研究了自紧及非自紧安装模式下金属C形密封圈性能的受力情况,表明自紧安装具有较好的力学性能,而非自紧安装对力学性能影响较小。

应用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry, PIV),对雷诺数Re范围为3018～10 565及悬臂梁与钝体间距s=3D条件下的矩形钝体(长宽比为1/2)尾流场特征,以及悬臂梁的振动特性进行了研究,并利用本征正交分解法(Proper Orthogonal Decomposition, POD)对实验结果进行分析。研究结果表明,钝体尾流场前二阶POD模态含能最大并且模态频率相同,反映了大尺度的卡门涡结构,其模态频率即为涡脱频率f,该值与悬臂梁的振动主频f_b一致,表明钝体尾流区悬臂梁的振动激励来自于卡门涡;矩形柱钝体尾流中悬臂梁的均方根振幅y_rms与振动主频f_b基本随Re的增大呈线性增大。利用前二阶POD模态对尾流场进行模态重构,揭示了矩形钝体尾流中悬臂梁对流场结构的反作用以及悬臂梁的振动机理。

阀控马达系统是雷达转台伺服系统的重要组成部分,其中电液伺服阀是高性能阀控马达系统的主要控制元件。电液伺服阀涉及机械、电子、磁场、流场等多学科领域,其数学模型较为复杂,传统的阀控马达系统模型缺乏对电液伺服阀的精确建模,因此极大地限制了电液伺服阀的结构设计和迭代优化。为满足某型雷达转台阀控马达系统高精度、高动态特性的要求,以阀控马达系统为研究对象,建立了包含电液伺服阀关键参数的阀控马达系统精细化数学模型。基于MATLAB/Simulink仿真软件对所建立的系统数学模型进行动态特性仿真和频率响应分析,为改善系统的动态精度和稳定性,优化电液伺服阀的结构参数提供理论支撑和仿真参考。

由于流体介质的弹性和惯性特性,液压柔性机械臂容易出现振动问题,导致机械臂控制精度降低、控制稳定下降问题。为此,提出基于刚柔耦合的液压柔性机械臂抑振控制方法。首先,构建机械臂振动控制目标函数,以实现液压柔性机械臂的振动变化范围最小化为目标,设计机械臂抑振控制约束;其次,利用输入整形法改进负输入整形器,对机械臂柔性运动引起振动加以抑制;然后,设计反馈线性化控制器实现机械臂刚性运动引起振动进行抑制;最后,将整形器与控制器相结合,实现液压柔性机械臂刚柔耦合抑振控制。实验结果表明,经过本研究方法处理后,振幅始终保持平稳状态,对数衰减率可达4.6,控制误差不超过0.09 rad,对机械臂抑振控制效果得到提升。

内容积比作为双螺杆压缩机的重要几何参数,极大地影响着压缩机的压缩性能。针对传统等螺距螺杆压缩机内容积比小的问题,基于单边不对称摆线-销齿圆弧型线,构建了一种具有较大内容积比的变螺距螺杆转子。分析了螺杆转子几何参数对压缩机性能的影响,揭示了变螺距双螺杆压缩机的封闭基元容积的变化过程,研究了转子间接触线长度变化规律。研究结果表明:当进气容积与排气口相同时,与传统螺杆转子相比,变螺距双螺杆压缩机的内容积比提高85.3%,高压侧接触线长度最大减小29.01%。研究内容对提高双螺杆压缩机的内容积比、改善转子间高压侧的气体泄漏以及拓宽双螺杆压缩机的工况应用范围具有重要意义。

针对民用飞机起落架应急放选择阀在复位位置时,应急放选择阀内漏大,且执行应急放指令后,应急放选择阀无法运动到应急放位置故障的现象,对应急放选择阀工作原理进行分析,确定了出现问题的原因,提出了解决方案并通过了试验验证。研究工作有望对类似问题的解决提供参考,研究工作具有重要的工程意义和实用价值。

针对某型轴向柱塞变量马达所用定值减压阀,介绍了其结构与工作原理,并对其结构参数进行了理论计算。分析了定值减压阀的静态和动态特性,采用AMESim软件搭建定值减压阀的仿真模型,具体讨论了定值减压阀阻尼等效直径对Br腔建压过程、延迟时间、启停过程的影响,并进行了试验验证,为定值减压阀的后续设计、改进和批量生产提供理论指导。

三通溢流阀是一种阀芯在系统压力、负载压力和弹簧力同时作用下,达到阀芯平衡位置,进而自动调节液压系统压力的元件,它的性能影响到液压系统的性能和稳定性,在工程机械、农业机械、船舶和飞机等领域广泛应用。利用AMESim软件数值模拟的方法分别计算分析阀件在稳态负载压力下对系统压力的影响以及瞬态负载压力下对系统压力的影响。结果表明:稳态压力下压力差随时间推移有增大趋势,会产生小幅度波动现象,但压差能保持在2 MPa以内;瞬态压力下压力差通过随机波形、正弦波形模拟仿真,得出压差值保持在2 MPa左右。通过数值分析,可以进一步了解阀件性能,为提高国产化阀件性能奠定基础。

泥炮在堵铁口过程中,时常出现动作迟缓、炮嘴烧坏、漏泥、压紧力不足、甚至堵不上铁口等故障,严重制约高炉生产。为解决问题,通过实际分析,对液压回路进行改进:利用液压回路中的压力变化,来控制液压元件的执行顺序,采用一种液压缸溢流阀差动增速回路,通过溢流阀把液压缸进、出油口连结起来,使有杆腔的油液直接流回无杆腔,从而使液压缸快速动作。在液压系统不增设蓄能器、不增加液压泵容量和电动机功率的条件下,实现了小流量高速度,有效减小了液压系统空间,提高了工作效率。

过滤器是液压系统清洁油液的元件,油液颗粒污染物会逐渐堵塞过滤器的滤网,使滤网两侧油液压差增大。当压差超过滤芯骨架的临界承载压力,骨架会发生压溃失效故障。为研究过滤器堵塞情况下,骨架受外压作用产生的强度变化情况,以某型油液过滤器为研究对象,通过非线动力学和非线性屈曲仿真,求解骨架等效应力和变形。结果发现滤芯骨架压差超过13.5 MPa时,最大等效应力超过材料屈服强度,有发生塑性变形的风险。骨架失稳I阶非线性屈曲载荷为13.5 MPa,失稳变形量10.59 mm,大于过滤器骨架失效变形标准;最大应力为963.7 MPa,超过材料屈曲强度。此时骨架在结构弱化效应作用下失去了原有刚度,发生了阶跃失稳,导致骨架压溃失效。研究结论为过滤器临界载荷预判和设计提供一定参考。