为解决以液压凿岩台车为代表的钻爆法施工装备无法基于定制化需求的快速模块化配置选型的问题,研究了一种基于综合需求的钻爆法施工装备模块化配置设计方法.在装备模块化设计的基础上,将装备综合性能、成本和货期作为优化目标,隧道施工和客户个性化需求作为模块配置约束条件,构建了装备配置优化模型,采用改进型非支配排序多目标遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSAG-Ⅱ)对模型求解,可快速生成满足定制化需求的装备最优配置方案.以基于定制化综合需求的液压凿岩台车模块化快速配置设计为例,验证了方法的可行性和有效性.

为优化混凝土喷头的结构设计,提高喷射质量和减小喷嘴管壁的磨损,采用数值计算的方法模拟喷嘴的内部多相流流动过程,首先计算了常规喷嘴模型,分析了内部流动规律,在此基础上提出了一种带来复线的喷嘴设计方案,重点研究了来复线数量、螺距和凹槽剖面宽度对混凝土喷射的影响,也分析了喷嘴轴向摩擦力的参数。计算结果表明,来复线设计可以在喷嘴处产生一个轴向涡,将混凝土托起,减少混凝土与管壁的接触,从而可以有效减小摩擦力。

随着系统仿真技术在工程应用领域的普及，系统仿真软件在解决实际问题中的局限性也随之出现。为了解决复杂流体网络系统AMESim模型仿真中参数设置、参数修改和仿真结果显示等的操作定位困难及直观性差的问题，提出了采用基于AMESimAPI和C＋＋的函数接口集中控制编程，实现系统仿真中所关注的元部件在系统仿真界面集中控制。

主要围绕负载敏感LUDV系统阀后补偿实现方式的工作原理和系统特性为研究对象,针对负载敏感LUDV系统在工程机械中的典型应用,通过建立负载敏感系统及阀后补偿阀的仿真模型,分析了系统在饱和、非饱和流量和变负载工况参数对系统性能的影响,掌握了阀后压力补偿阀在负载敏感系统中的工作特性,并根据负载的变化分析了系统在饱和与非饱和流量状态下的系统特性。

液压同步回路是液压系统中重要的和运用最广泛的回路之一，然而，高精度液压同步回路的实现，往往对同步元件、执行机构或控制装置的性能要求高，实现成本较高，这在一定程度上成为了制约高精度液压同步回路应用的主要因素之一。通过建立流一压互补同步回路系统的仿真模型，分析了系统的理论同步精度，比较了负载、同步阀分流精度等不同参数对系统同步精度的影响，掌握了系统回路工作特性，并验证了流一压互补同步回路实现高精度同步要求的可行性。

依据液压缸试验标准GB/T 15622-2005《液压缸试验方法》,设计能量回收式液压缸测试系统回路.通过流体系统建模仿真软件建立液压缸试验系统回路模型.针对液压缸负载效率测试的复杂性,分析了基于能量回收式原理进行液压缸负载效率试验的可行性及特点,并根据实例进行液压缸试验节能效率的计算,从而进一步验证能量回收式原理进行液压缸试验系统模型设计的正确性和可行性.

对机械反馈式舵机伺服调节器系统进行建模仿真，得到在伺服阀关闭瞬间，执行缸高压腔、伺服阀口等处的水击压力曲线，分析比较不同管径、管长、油液弹性模量以及油液运动黏度对执行缸高压腔水击的影响。仿真研究对实际系统的设计、管材选择和充分认识系统动态特性等都具有工程实际意义，同时，仿真计算提高了系统建模的工作效率，降低了相关成本。

推导了伺服调节器系统在负载压力、负载流量定义上的数学模型，并对其作了分析。仿真表明，阀套圆孔半径对系统的动态性能影响较大，伺服活塞的等效质量以及作用面积需要进行适当的调整，以提高系统的响应速度。

液压换向阀是用来改变液压系统中各连接油路之间油液通断关系的阀,它在液压系统中被大量使用,其性能的好坏也直接影响着系统能量利用率以及工作的可靠性。根据系统参数对换向阀主要结构参数进行了计算,通过系统流量匹配,结合CFD和CAE方法对两种阀套环向孔方案进行了比较和仿真分析。该文阀套环向孔采用腰形孔的结构设计,既减小了阀套的变形量又降低了换向阀的工作噪声。