针对某工程机械的实际运行工况和设计参数要求,建立蜗杆传动副优化设计目标函数及工况约束。设计并优化圆柱蜗杆传动副和环面蜗杆传动副,分析2类蜗杆传动副在工作载荷和静态自锁载荷下的齿面接触特性;研制对应2种类型蜗杆副传动样机,搭建传动副样机性能测试试验台,开展传动副的负荷运转试验并对比考察齿面磨损情况。结果表明在相同的设计参数、加载方法和加载载荷下,环面蜗杆副相较于圆柱蜗杆副,同时接触齿对较多,齿面等效应力和等效应变较小,齿面磨损较轻,承载能力更高。

局部减薄缺陷会降低压力管道的承载能力,影响管道的安全运行。通过应力强度评定、极限载荷分析及安全评定标准三方面对含局部减薄缺陷压力管道的承载能力进行系统研究,研究了缺陷尺寸(缺陷相对轴向长度,缺陷相对环向角度,缺陷相对深度)对许用载荷、极限载荷和安全评定载荷的影响规律。结果表明,在内压作用下,缺陷相对深度对管道的承载能力影响最大,缺陷相对轴向长度次之,缺陷相对环向角度的影响最小。对比分析发现许用载荷和安全评定载荷基本吻合,极限载荷值高于许用载荷值34.92%左右;许用载荷与安全评定载荷的比值会在一定范围内波动,存在缺陷尺寸相关性;极限载荷值与许用载荷值的比值和局部减薄缺陷的尺寸无关。相对于极限载荷,许用载荷、安全评定载荷是安全的,符合工程应用的要求。

为了进一步了解转子偏斜角误差对滑动轴承系统运行稳定性的影响,建立了带有转子偏斜角误差的滑动轴承系统动力学模型,研究了不同程度的转子偏斜角误差对滑动轴承油膜厚度分布、油膜压力场的分布、系统承载能力、工作运行稳定性以及轴颈摩擦功率损耗的影响。其结果表明,转子偏斜角误差的存在将会对油膜厚度分布和油膜压力场分布产生显著的影响;滑动轴承系统的承载能力因转子偏斜角误差的存在而呈现出增大的趋势;当偏心率<0.6时,轴承系统的运行稳定性将会随着转子偏斜角误差的增大而降低;而当偏心率<0.65时,偏斜角误差的增加对稳定状态下轴承系统中轴颈摩擦功率损耗的减小起到了促进的作用,当>0.65时,该摩擦功率损耗则随着偏斜角误差的增加而明显增加。

分析了交叉滚柱式回转支承主、副滚道滚动体在载荷作用下的最大正压力及间隙对承载能力的影响。给出检修方案,对主、副滚道滚柱互换并作间隙调整,从而恢复了回转支承的承载能力。

钻机钩载静负荷试验是验证钻机主体承载能力、整体结构稳定性及进行重要部位应力监测的主要试验方式。基于钻机钩载静负荷试验的重要性和钻机配套底座结构多样性的特点,确定了底梁式钻机钩载静负荷试验装置的设计方案,重点对承载底梁承受6750 kN载荷的情况进行了校核和有限元分析;计算结果表明,新设计的底梁式钻机钩载静负荷试验装置的整体强度和刚度均满足要求。与原有地锚式钻机钩载静负荷试验装置相比,具有试验载荷更大、操作更方便、兼容性更好、试验台地基建设投入更少的特点。

通过8根轻骨料混凝土轴心受压构件试验研究,获得了配置HRB500钢筋轻骨料混凝土轴心受压构件的受力性能与破坏形态,以及荷载-应变关系曲线等试验结果。分析了HRB500钢筋与轻骨料混凝土的协同工作性能,并且提出了轴心受压构件的设计计算方法。研究结果表明,提高轻骨料混凝土强度、配筋率、配箍率能够提高轻骨料混凝土的峰值压应变和构件的极限承载力,HRB500钢筋在轻骨料混凝土轴心受压构件中工作性能良好,强度得到充分发挥。

针对电缆盖板的生产运行现状,提出了不同包边型式的预制混凝土盖板结构形式,并通过承载能力试验及有限元分析,对比分析了不同包边型式预制混凝土盖板的承载力,得到了合理的盖板设计方法及使用条件。基于不同包边对混凝土盖板承载能力的影响,得到应用于不同环境中最优型式的混凝土盖板。

以齿轮的齿形特点和啮合特性为切入点，从承载能力、加工工艺等方面就双圆弧齿轮较之同参数、同材质、同热处理工艺单圆弧齿轮的优越性进行了对比分析研究，并在实际使用中验证了理论研究的正确性。

采用ANSYS有限元分析软件，对不同材质的法兰顶尖承载能力进行了分析计算，比对了9Cr2Mo和Cr15SiMo两种材质顶尖的最大承重，给出了不同规格顶尖的承载曲线。

针对液压支架出厂检测任务繁重的现状，通过改造原有的800t液压支架试验台，实现能达到1200t的承载能力，提高其适应性，解决生产瓶颈，并达到改造的经济性效果。