主轴系统优化设计是提高主轴系统热特性的手段之一。以某型数控车床为研究对象,综合考虑同步齿形带压轴力对轴承发热量的影响及同步齿形带传动时产生的热量,对主轴系统热载荷及边界条件进行分析计算。利用ANSYS Workbench软件对主轴系统热特性进行分析。通过搭建试验测试系统,对主轴系统的温度场及热变形量进行测试,有限元分析与试验测试结果基本吻合。

针对液压锥阀的热特性问题,考虑油液物理特性变化对锥阀节流损失的影响,采用控制体方法建立了锥阀的热力学模型,对包含锥阀的简单液压系统进行了数值模拟。在不同进口压力下对锥阀的热特性进行了试验研究,得到了锥阀节流损失系数相对油液温度的变化和锥阀进出口温度的变化。结果表明试验结果与数值模拟结果吻合,验证了热力学建模和仿真的正确性。

针对航空发动机附件机匣传动轴端机械密封易提早失效的问题,提出在其端面开设激光脸槽型的改进方法,采用试验手段研究在喷油润滑条件下,激光脸机械密封的摩擦磨损特性、热特性及泄漏情况。自主设计可模拟喷油润滑工况的机械密封试验工装,定制可进行润滑油加热的集成型液压站作为辅助系统,分别进行变工况运转试验和长时稳态工况试验。结果表明:在变工况以及稳态工况运转条件下运转后动、静环端面均无明显磨损;在介质温度较为稳定的情况下,动环和轴套温度均能保持稳定;在整个试验过程中,机械密封均无泄漏发生,表明激光脸机械密封在喷油润滑工况下具备良好的热特性和密封效果。

以具有冷却系统的液压动力站为研究对象,通过测试和仿真,分析各类液压元件的产热和散热特性。根据元件特征参数和物理尺寸,在AMESim软件中建立液压动力站的仿真模型,并根据测试数据对模型进行校准和验证。结果表明,当油冷器中油液流量在40~80 L/min的范围内正弦变化时,油液压降和散热功率以相同的频率分别在0.005~0.030 MPa和9~21 kW的范围内变化。即使冷却风扇不工作,油冷器的散热量仍占系统总散热量的70%以上。当液压管路较长时,管路的散热量较大,不可忽略。研究结果可为液压系统热特性建模仿真和分析提供指导。

鉴于圆柱滚子轴承运转过程中承载区存在热力相互耦合作用,结合轴承动力学分析方法和热分析、温度场分析方法建立了滚动轴承热力耦合分析计算模型并进行了求解。基于建立的计算模型分析了热力耦合效应对轴承温度场分析和承载性能计算以及疲劳寿命预测的影响,并探讨了轴承结构参数以及工况条件对热力耦合效应计算效果的影响。结果显示,考虑热力耦合效应与不考虑热力耦合效应两种计算方法在温度场分布、承载性能以及疲劳寿命等计算结果上存在较明显的差异,且该差异受轴承结构参数和工况条件的影响。

针对滚动轴承发热量计算方法进行对比分析,获得更适合高速滚动轴承发热量计算的方法,在此基础上建立了高速圆柱滚子轴承的摩擦发热计算模型、热对流计算模型和热分析计算模型,采用Rumbarger计算模型与ANSYS Workbench相结合研究了不同转速和不同润滑油运动黏度对轴承温度分布的影响规律。

介绍了近15年针对传统结构偏转射流式伺服阀的动态性能及其前置级流场特性的研究进展.论述了近几年内偏转射流式伺服阀结构的改进与优化、射流盘加工工艺及检测手段的改善.探讨了不同新型材料在改善此类伺服阀静动态性能中的应用.偏转射流式伺服阀在温度因素影响下的热特性研究及在前置级冲蚀磨损效应影响下的性能改善和寿命预测将是未来的重要研究方向.

为了得到不同泵源形式对飞机液压系统热特性的影响,建立了飞机不同泵源形式全机液压系统的热特性模型,进行了仿真计算和对比分析研究。分析了飞机液压系统恒压变量泵、双级恒压变量泵、负载敏感泵和智能泵4种不同泵源形式的工作特性,采用基于Modelica的飞机液压系统热特性仿真方法建立了不同泵源形式的飞机液压系统热特性模型,并就防空截击和机动飞行两种任务剖面下飞机液压系统的热特性进行数字仿真和对比分析。结果表明,使用智能泵会显著降低液压系统的温度,特别在功率需求较小的工况下使用时效果更为明显。

针对液压锥阀的热特性问题,考虑油液物理特性变化对锥阀节流损失的影响,采用控制体方法建立了锥阀的热力学模型,对包含锥阀的简单液压系统进行了数值模拟。在不同进口压力下对锥阀的热特性进行了试验研究,得到了锥阀节流损失系数相对油液温度的变化和锥阀进出口温度的变化。结果表明：试验结果与数值模拟结果吻合,验证了热力学建模和仿真的正确性。

针对液压系统热特性建模问题，讨论了功率损失法、结点法、控制体方法、计算流体力学方法、神经网络方法的主要原理与发展，讨论了HYTTHA、HyPneu、EASY5、DSHplus、AMESim、Modelica等液压系统热特性仿真软件的主要特点及应用，最后展望了液压系统热特性建模与仿真的发展趋势。