针对垛式液压支架降柱过程中立柱失速的问题,基于外控恒压调速阀改进平衡回路,研究立柱在负载作用下的承载特性。利用AMESim搭建液压支架平衡回路的仿真模型模拟立柱工作过程,分析外控恒压调速阀的结构参数对立柱承载特性及外控恒压调速阀阀口流量特性的影响。结果表明立柱受到冲击时,安全阀开启卸荷;立柱下行时平衡回路作用防止立柱失速。减小外控恒压调速阀的阻尼孔直径与调控活塞面积可提高系统响应速度,平衡回路稳定性能提升,立柱承载特性得到改善。

分析研究了先张法离心成型预应力高强混凝土方桩与管桩的结构性能,结果表明,二者具有同样的受力特性,在竖向承载力、抗弯、抗剪、抗拉及水平承载力、耐久性指标等方面存在一定的差异,设计单位应根据各工程的具体情况和地基基础条件选择适用的桩型。另外,为了确保预应力高强混凝土桩的安全使用和建筑物的耐久性能,业界有必要对这两种桩型开展进一步深入的研究工作。

针对综采高放开采过程中支架稳定性变差的问题,在对现场液压支架阻力进行观测和理论分析的基础上,通过对液压支架的支撑阻力的频率分布、初始承载力、矿柱应力等方面进行分析,研究了ZF15000型液压支架在综采放顶煤中的动态承载特性和适应性。结果表明:ZF15000液压支架具有较高的抗冲击能力,且支架利用率高、运行合理、稳定性和可靠性高,对顶板适应性好。

以箔片动压气体轴承为研究对象,针对箔片的结构特点进行轴承结构设计与改进。考虑气体可压缩性对轴承动力学特性的影响,利用fluent软件模拟轴承内气膜的二维、三维流场分布,分析轴承气膜的承载力变化情况。以刚性气体圆轴承为比较对象,改变箔片的结构参数,获得不同结构的箔片动压气体轴承的承载特性变化规律。结果表明波宽相同的情况下,全波箔片轴承与上波箔片轴承的承载力随波高的增大而下降,下波箔片轴承的承载力随波高的增大而增大直至平缓,且远大于其他类型的箔片轴承。

基于波箔型轴承的结构特点，提出和设计平箔片与波箔片结构耦合的新型箔片轴承，包括波箔片覆盖轴承整个圆周、上半周和下半周的3种动压径向气体轴承。考虑气体的可压缩性，模拟箔片轴承的二维气膜流场，对新型箔片轴承的承载特性进行分析，并与刚性气体圆轴承的承载特性进行比较。结果表明，波箔片覆盖轴承下半周的下波箔片轴承的承载力明显优于其他轴承。通过改变下波箔片轴承波箔的波数、波宽、高度等结构参数来进一步模拟气膜流场变化。结果表明，在满足箔片结构稳定的情况下．下波箔片轴承承载力随波数及波宽的增加而增加，随波高的增大而呈现先急剧增大再缓慢减小的趋势。

针对精密机床主轴结构采用前后2个静压气体径向轴承时存在的安装精度难以保证,且不能自动调心的问题,设计一种新型气浮主轴结构,该气浮主轴前端支撑采用静压气体半球轴承,后端支撑采用静压气体径向轴承。基于最大承载和刚度原则对静压气体径向和半球轴承进行结构设计与优化;利用Fluent软件对径向轴承与半球轴承分别进行气膜流场特性分析,得到径向轴承和半球轴承在不同偏心率以及不同转速情况下的承载特性。结果表明：径向轴承与球轴承的承载力均随着偏心率以及供气压力的增大而逐渐增大,刚度随着供气压力的增大而增大,随着偏心率的增大逐渐减小。设计的主轴在供气压力为0.5 MPa、偏心率为0.5时,承载力和静刚度均可以满足精密加工的要求。

针对双馈式风电机组用双列调心滚子轴承在使用过程中可能出现偏载的问题,对轴承结构进行改进。在保证轴承整体结构及尺寸不变的前提下,将轴承外圈滚道沿中心旋转2°,同时内圈滚道也做相应旋转。并将改进后结构的承载特性进行理论分析及有限元法验证,改进后的结构有效地缓解了偏载问题。

隔离动力传动系统运行过程中伴随着的低频扭转振动一直是工程实践中的难题。并联扭转减振器通过在传统扭转减振器中并联-负刚度机构，能够实现减振器扭转刚度的降低，进而能隔离低频振动。对影响并联扭转减振刚度特性的主要因素（负刚度机构中的弹簧预压缩量、刚度比）进行了分析。与周向长弧形弹簧式双质量飞轮（DMF-CS）的第一级刚度进行对比，对正负刚度并联扭转减振器的刚度进行了设计。针对所设计的减振器扭转刚度，对扭转减振器的转矩承裁特性进行了分析，得到了扭转减振器最大承载力矩特性。

为了分析可变截面节流器对空气静压轴承性能的影响,提出了变截面节流器的空气静压轴承模型,通过轴承承载表面弹性薄板的挠度变形实现节流器截面形状的动态变化。建立固体薄板变形和气体润滑的耦合偏微分方程,采用有限差分法和超松弛迭代法对耦合方程进行离散和数值求解。计算结果表明节流器的截面形状直接决定了数值计算过程中喷嘴系数的大小,与刚性节流器的空气静压轴承相比,变截面节流器的空气静压轴承刚度提高了15%,在较高承载力的情况下能够获得更大的刚度。实验测试结果和理论分析基本一致,变截面节流器的设计方法能够有效提高空气静压轴承的静特性。

以刮板输送机可控启动装置液黏传动软启动过程为研究对象考虑摩擦副表面粗糙度及工作油的离心力基于平均流量模型求解了油膜厚度及油膜压力的变化规律。基于Greenwood-Tripp接触模型建立了摩擦副粗糙接触压力和转矩方程利用转矩平衡原理对软启动过程中摩擦副承载特性的时变性进行了分析。结果表明:当启动时间10s额定输出转速45r/min启动过程遵循S形曲线变化时油膜厚度按照反S形曲线逐渐减小并趋于恒定值;油膜压力随时间先增大后减小且沿径向的分布与启动时间密切相关;摩擦副间压力按照S形曲线增大;负载越大启动时油膜越薄摩擦副间压力越大。研究结果为准确地分析摩擦副热特性提供了先决条件同时也为控制策略的制定奠定了理论基础。