给出了3维弹性力学空间问题基本方程和有限元结构强度分析原理，分析了三面体铝合金转镜空间结构强度的力学特征，建立了有限元模型，分析了其在轴孔与轴的3种配合关系下的应力分布。结果表明轴孔严重削弱了镜体强度，而配合方式对转镜强度基本无影响。提出了减小转镜内部应力的无轴孔三面体铝合金转镜结构，在该结构下转镜强度提高了1．9倍，极限转速为原结构的1．7倍，适合于分幅式摄影系统。

针对大型正铲液压挖掘机工作装置结构强度的评估问题,对大型正铲液压挖掘机工作装置的结构强度进行了研究。采用离散元技术对铲斗挖掘力进行了研究,得出了工作装置斗杆挖掘等挖掘工况的动态挖掘阻力。基于MSC.Adams建立了工作装置刚体模型和刚柔耦合模型,运用刚体模型进行了工作装置最大挖掘力普查研究。最后在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加动态挖掘阻力,进行斗杆挖掘,分析了工作装置的结构强度;同时在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加静态的最大挖掘力,分析了工作装置的结构强度。研究结果表明,工作装置的静态仿真存在着局限性,不能全面地反映工作装置的结构强度情况,并证明了动态仿真研究的重要性,初步探究了挖掘姿态、工作负载与结构强度三者之间的关系,为大型液压挖掘机工作装置的设计提供了具有价值的参考。

为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响,以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象,在分析密封圈的结构与原理的基础上,考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下,基于刚柔接触模型,建立MEC密封有限元仿真计算模型;利用单因素敏感性分析方法,研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响。结果表明:MEC密封工作时,整体最大应力出现在金属端帽压弯根部,弹性体的最大应力出现在内侧接触部位;弹性体的最大接触应力分布呈现中部向两端逐渐减小的规律,并且变化近似对称;MEC密封的橡胶内侧长度、圆弧半径和金属端帽厚度对强度影响较大,随着内侧长度增大,最大等效应力减小,随着圆弧半径、金属端帽厚度增大,等效应力呈增大趋势;MEC密封的接触面倾斜角度、弹性体圆弧半径对弹性体接触应力有较大影响,随着金属端帽接触面倾斜

在分析液压支架及底座结构特点的基础上,从底座的应力变化、结构位移变化等方面对底座的结构强度进行了有限元建模分析,发现底座的中间底面、前柱窝、后柱窝在使用时受到了较大的应力集现象,是整个结构的薄弱部位,极容易率先发生结构失效问题,由此从材料、结构、热处理、塑性铰等方面提出了底座的优化改进措施,为相关应用设计提供一定的参考和指导意义。

以ZF8000型液压支架为研究对象,利用Hyper Works仿真分析软件对其结构强度和敏感性进行分析,获得液压支架的结构设计参数和敏感性分布趋势,为优化液压支架的结构,提高其工作可靠性奠定了坚实的基础,具有极大的应用推广价值。

针对实际挖掘过程中液压挖掘机铲斗铰点载荷谱难以获取、导致铲斗疲劳寿命难以分析的问题,提出基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命分析方法。首先根据实际挖掘过程选取常态挖掘轨迹,对常态挖掘轨迹中各分段轨迹的液压缸理论挖掘力进行计算,得到挖掘阻力载荷谱;然后基于挖掘轨迹对工作装置挖掘过程进行仿真,获得铲斗铰点载荷谱;最后建立铲斗有限元模型,结合挖掘阻力和铰点载荷谱对铲斗静力学和疲劳寿命进行协同分析。以21T挖掘机铲斗为例,采用上述方法对其进行疲劳寿命分析,计算得到了J_(3)J_(4)轨迹中铲斗的最低疲劳寿命为3.2936×10^(7)次。铲斗疲劳寿命分析结果验证了该方法的可行性,为挖掘机工作装置的疲劳分析提供了参考。

结构强度试验中,常采用液压加载方式,当加载过程中液压作动缸出现较大位移时,往往会造成载荷超调过大问题。分析载荷超调产生的原因,并介绍了多种先进PID算法原理,进行仿真对比分析。采用先进PID控制技术,以多种先进PID算法结合为基础,设计液压加载控制系统,并进行实验验证。结果表明:采用积分分离PID算法的控制方式,有效地解决了液压加载系统的超调问题,满足了结构强度试验的加载要求,并有效抑制因载荷超调导致的加载不协调问题,防止出现强度试验中试验件失稳现象。

收缩段是风洞系统中的重要组成部分,其壳体刚度会影响气流收缩曲面精度,进而对试验精确性产生影响。以大型超声速风洞收缩段作为研究对象,根据气动要求选取类球形承压壳体,对其进行结构分析,验证了类球形收缩段壳体的强度、刚度及支座承载能力,对类似结构收缩段分析提供了参考。