通过合理地选择柔轮结构参数,可以改善柔轮的应力集中现象,提升柔轮的疲劳寿命。基于参数敏感性分析,筛选出影响柔轮应力的关键参数;以柔轮空载和负载过程中齿圈部位的最大等效应力最小以及谐波减速器整机的体积最小为优化目标,完成了柔轮参数响应面优化。通过疲劳计算发现,优化后的柔轮疲劳寿命有一定的提升。

为提高液压缸活塞杆用Y形密封的可靠性,研究其在动、静密封状态下的密封特性。通过有限元分析,研究Y形密封在不同工况下的受力、变形及主密封面接触压力分布规律。根据液压往复密封原理,研究不同介质压力下活塞杆密封在往复行程中的泄漏量的变化趋势。结果表明:Y形密封在安装工况下抵抗压力冲击的能力较弱;随着介质压力增大,Y形密封在静密封状态下的密封性能指数、动密封状态下的净泵回量均有所下降,防止泄漏的能力降低;高压工况下,Y形密封抗挤出能力降低,根部被挤入密封间隙,将出现咬伤现象导致密封系统失效。针对Y形密封工作过程中出现的咬伤问题,使用根部倒角的方法进行结构优化;利用中心设计方法建立以单个往复行程中的泄漏量为目标函数的响应面模型,对Y形密封进行结构优化。优化后的Y形密封在动、静密封状态下的密封性能得...

锥形消声管的出现提高了扩张室式消声器的空气动力学性能以及声学性能,该类管件的内曲面具有变截面和连续光滑的特点,为提高锥形消声管的制造效率,提出了使用液压胀形工艺生产锥形消声管的方法,使用该技术可以减小锥形消声管壁厚、降低管件重量,从而提高车辆的燃油经济性。针对液压胀形工艺,采用有限元仿真结合响应面优化的方法,研究了胀形内压力、锥形管锥度与摩擦因数对成形结果的影响。得到最优参数为:胀形内压力为42.573 MPa、锥度为16.89%、摩擦因数为0.076。采用最优参数进行实验得到了合格的锥形管产品,验证了液压胀形锥形管的可行性,证明了运用有限元仿真结合响应面优化方法可对锥形消声管的液压胀形过程进行优化。

基于计算流体动力学(CFD)方法建立高减压比组合式空气减压阀数值仿真模型。通过仿真计算研究减压阀流场特征和调节参数对性能的影响;以数值计算得到的样本点数据建立减压比响应面模型;根据性能模型研究性能特性和组合调节规律。结果表明:组合式减压阀流场复杂,调节参数对减压比等影响表现出非线性特性;基于非线性特性构造的两段减压比响应面模型具有较高的精度,通过模型开展调节规律研究是可行的技术途径。

高压大流量换向阀依靠阀芯的移动来实现控制执行机构的运作,合理的设计阀芯上均压槽的尺寸、槽间距与阀芯与阀套间间隙能够降低阀芯与阀套之间的卡紧力与泄漏量。基于ANSYS建立流固耦合三维求解模型,以矩形均压槽宽深比、槽间距和阀芯与阀套间间隙为设计变量,将泄漏量、卡紧力与等效应力作为响应变量,通过建立Non-Parametric Regression响应面模型,分析了设计变量对响应变量的影响。结合多目标遗传算法(MOGA),实现阀芯均压槽的尺寸与分布的优化设计。

为提高塔式起重机(塔机)的修正效率,提出了一种基于响应面的有限元模型修正方法。在合理的修正参数选取和试验设计基础上,拟合得到结构响应与修正参数之间的显式函数关系以替代传统的有限元模型,通过迭代优化实现机械结构的有限元模型修正。以悬臂梁及塔机为例,实现了基于响应面法的有限元模型修正,并对比了不同响应面模型的拟合精度和修正效果。分析结果表明,利用响应面模型替代复杂的塔机有限元模型进行结构有限元模型修正可以极大地提高计算效率和修正精度。同时,对于塔机结构,基于二次多项式响应面的模型修正相较于基于高斯径向基函数响应面的模型修正能获得更好的修正结果和修正效率。

通过研究过渡区压力变化与侧板阻尼结构之间的关系,提出浮动侧板阻尼结构的参数化研究方法。以某高压齿轮泵为模型,对齿轮泵过渡区流场进行解析,并基于响应面方法建立过渡区压力变化的近似模型,在保证齿轮泵容积效率的前提下,以降低侧板过渡区突变为优化目标,对侧板高压油槽阻尼结构进行优化设计,结果表明过渡区压力突变由10.162 MPa降至3.670 MPa。

300MN模锻水压机是我国国防和基础建设的关键设备，液压缸作为液压机重要组成部分，其可靠性的高低直接影响到液压机的生产效率。选取液压缸材料杨氏模量、强度极限以及其所受载荷为非概率区间设计变量。采用拉丁方试验设计方法，采样选取采样点，运用最小二乘二阶响应面模型拟合出模型的响应面方程。依据非概率凸模型理论，得到模型的可靠性指标为2．0547，从而证明液压缸可靠。

为改进已有的弯叶片旋涡泵利用workbench平台对原模型建立了优化设计模型。叶型的参数化建模基于5点控制的B样条曲线设计由6个设计参数同时控制。首先进行了设计参数对旋涡泵的外特性参数功率、效率、扬程的相关性分析结果表明叶片进口角和出口角对外特性影响较大;进一步以叶片进出口角为自变量采用面心立方的中心复合设计法设计了9个试验点拟合出的3个响应面均具有较高拟合度;通过设置约束条件和优化目标在响应面上的100个样本点中选取了3个优化点其中优化点1扬程提高最多较原型扬程上升了45.80%优化点3效率提高最多效率提高了5.60%。

为了降低滑阀开启和关闭过程中瞬态液动力的影响,提高液压滑阀换向稳定性和可靠性,以典型的三位四通换向滑阀为对象,利用计算流体动力学方法（CFD）对滑阀开启过程进行了动态模拟,可视化地解析了流道结构参数对瞬态液动力的影响.针对滑阀阀芯、阀座沉槽、阀芯间流道结构,建立了参数化模型,借助于CFD解析、试验设计、近似模型技术,对滑阀动态解析过程进行了一体化集成,并以二阶响应面函数的形式表达了开启瞬间瞬态液动力与流道结构参数之间的响应面模型.最后,对流道结构参数进行了优化设计,为提高滑阀性能提供了定量化再设计依据.