基于多体动力学分析软件RecurDyn建立了液压挖掘机的数字化虚拟样机模型,进行了运动学仿真,并对液压挖掘机的作业范围进行动态仿真。得出了包括挖掘机斗杆、铲斗和动臂的运动关系,以及铲斗的作业范围轨迹线等相关运动特性。仿真分析结果为动力学分析和机构优化设计及控制提供依据。

有效抑制压气机叶片表面的分离是提高压气机效率和稳定裕度的重要手段。在前人研究的基础上详细分析了绊线形状(椭圆形、圆形、三角形)对压气机流动分离控制的影响。研究结果表明:不同绊线形状对压气机的流动控制效果不尽相同。在不同攻角下,在分离点位置添加椭圆形绊线使得压气机在整个工况范围内损失都较低,在正攻角范围内使得压气机总压损失至少降低18%,而圆弧形和三角形绊线则控制效果不佳。说明选择合适的绊线形状对压气机流动控制具有重要意义。

针对气驱涵道风扇垂直起降动力系统的核心部件叶尖涡轮开展了数值模拟,掌握了低稠度小偏转角叶尖涡轮(具有高反力度特征)的气动特性和损失构成。研究表明:针对低稠度涡轮物理喉道消失、气流易分离的特点,提出低稠度小偏转角涡轮叶型。此叶型可构建气动喉道,在一定程度上弥补物理喉道消失带来的影响,其流动较常规低稠度涡轮得到了极大的改善,不存在明显流动分离,其效率为84.38%,能量利用率为70.13%,其损失构成和常规涡轮有所不同,叶尖泄漏损失高达54.15%,二次流损失为34.41%,叶型损失为11.44%。

磁流变液是一种重要的智能材料。介绍了磁流变液的组成和特性,综述了目前磁流变液的国内外研究现状,说明了磁流变液在阻尼器、离合器和抛光方便的应用优势,最后对磁流变液未来的前景作了展望。

基于N-S方程和质量守恒原理,充分考虑边界滑移条件以及磁流变液的幂率特性,改进了已有的双黏度模型,建立了磁流变液在圆盘间流动的新的挤压模型,确定了流场的速度分布特点,得到了径向速度和压力梯度的分布式以及挤压力的表达式。对滑移系数和幂率指数对流场和挤压力的影响进行了分析,为磁流变液在基于挤压工作模式的工程应用提供理论依据。

针对目前磁流变液工作机理尚不完全清楚的现状,提出利用数字全息技术对磁流变液中软磁性颗粒进行三维可视化显示和测量。通过同轴数字全息记录光路,在无磁场和有磁场两种状态下,利用CCD传感器获得了软磁性颗粒的同轴全息图。结合相关系数法,通过数字重建得到了磁流变液中各软磁性颗粒的大小及分布,实现了软磁性粒子的三维可视化显示与测量,为进一步研究磁场作用下磁流变液的动态特性奠定了基础。

磁流变阻尼器是一种阻尼可调的半主动智能控制器件,其磁流变液黏度随外加磁场强度而发生变化,因此磁流变阻尼器表现出复杂的非线性动力学特性。经典Bingham力学模型无法精确描述磁流变阻尼器在不同输入电流工况下力与速度之间的非线性关系,对实现磁流变阻尼器的输出阻尼精准控制存在难度。通过台架试验研究磁流变阻尼器的动态力学性能,提出了一种改进的Bingham力学模型—Rational函数模型。根据试验结果,通过最小二乘法对Ra-tional函数模型进行参数辨识,进一步建立各参数与电流之间的映射关系,并在Matlab/Simulink环境中对磁流变阻尼器在不同输入电流下力与速度之间的非线性关系进行仿真分析。结果表明:Rational函数模型可改进多项式函数模型在电流低于0.5 A时高速段存在的不稳定性和在速度换向拐点处拟合效果不佳的缺陷,在全工况下模拟磁流变...

在变重力环境下,采用啮合传动元件的行星探测器传动装置受柔性关节影响较大。此外,行星探测器在工作过程中不可避免地会有爬升或克服障碍的动作,会对传动系统中啮合部件造成较大磨损。因此,提出变重力环境下磁流变液剪切屈服应力计算模型,阐述了磁流变液传动装置(MFTD)的结构和原理并建立MFTD控制系统的传递函数,采用磁流变液作为工作介质可大大降低传动装置接触摩擦损失。另外,设计自适应模糊PID速度控制策略并比较了常规PID控制与自适应模糊PID速度控制方式的仿真和实验测试,实验数据显示自适应模糊PID控制能够有效减小传动系统速度波动、快速调整到期望速度值以及具有较高的运动稳定性等优点。

为对某款液压筒式减振器进行结构参数的优化,建立了压缩、复原行程的数学模型,并进行台架试验,以活塞复原孔直径、复原节流阀片缺口高度、复原阀弹簧预紧力3个结构参数为优化变量,复原行程最大阻尼力为优化目标,仿真分析了开阀后优化变量与优化目标间的关系,建立了Kriging近似模型并利用多岛遗传算法对3个结构参数进行寻优。将优化前后的结构参数进行仿真分析和试验验证,与预期值相对误差分别为0.446%和1.82%,表明该近似模型可靠且减振器能量耗散性能得到了提升,为其他结构参数的分析设计及性能的优化提供了一种方法。

在激烈加速工况下,传统无级变速器由于机械结构等原因,无法承受较大的扭矩、工况适应能力受限于动力源,而液压传动拥有功率密度大、惯性小、响应快、易于控制、过载保护等优点,是实现无级变速的更优方案。提出一种可实现无级液压变速器的轴向柱塞泵,该泵的输出流量较斜盘式轴向柱塞泵大大增加,同等体积能提供较大处理能力,且在不改变转向的情况下,可实现油路的改变。设计该泵结构,建立AMEsim仿真模型,深入分析此双转子变量轴向柱塞泵的性能。结果表明:该泵通过改变从动轴与主动轴夹角可实现输出流量的调整,输出流量满足设计需求,零部件强度、硬度也满足运动学需求,为后续变速器的设计提供参考。