谐波减速器侧隙的精确计算对于谐波减速器传动性能研究、承载能力计算和齿廓设计等至关重要,目前的研究多基于中性线不伸长理论,计算装配后柔轮齿廓的方位,进行齿廓设计。考虑到轮齿生长于柔轮外表面,而装配会使柔轮外表面产生应变,进而带动轮齿偏移,提出了基于柔轮齿圈外表面变形的空载侧隙求解方法;对空载侧隙进行了计算,发现新方法计算的柔轮装配会出现齿廓干涉,应在齿廓设计或谐波减速器结构设计时予以考虑。采用有限元方法对解析解进行了验证,二者结果基本吻合。

谐波减速器啮合力分布对其承载能力、传动效率、传动精度以及使用寿命有着重要的影响。为了更准确地描述负载状态下柔轮与刚轮之间的啮合状况,提出了一种基于空载侧隙和周向啮合刚度的解析模型。利用几何法计算出装配状态下的空载侧隙;建立并分析了负载条件下柔轮力学模型,得到了周向啮合刚度矩阵。根据空载侧隙和周向啮合刚度矩阵,迭代求解得到不同负载条件下啮合力的分布。建立有限元模型验证了解析模型的准确性,结果基本吻合。

基于欧拉双流体和颗粒动理学理论,对一种圆柱气固喷射器里的两相流流动做了数值模拟。结果表明,喷射器开始工作时会有一股浓度较大的颗粒流脉动。在喷射器进入稳定工作状态后,可以发现一开始管底浓度较大,但是沿轴向方向浓度有所下降,同时在径向均匀分布开。另外,还和一种矩形喷射器的仿真结果做了对比,证明在防止颗粒聚集方面的性能,圆柱喷射器是优于矩形喷射器的。

使用ABAQUS有限元分析软件建立了O形密封圈的二维轴对称模型,重点研究了压缩率与介质压力对O形圈接触应力、接触长度的影响,结果表明O形密封圈的接触应力大小与接触宽度随着压缩率和介质压力的增大而增大。除此之外,通过应用Roth.A真空泄漏理论分析了压缩率、表面粗糙度、温度对O形密封圈密封性能的影响,结果表明O形密封圈的泄漏率随着压缩率的增大而减小,随着表面粗糙度和温度的增大而增大,为了保证O形圈的密封性能,应当适当提高压缩率与密封表面的加工精度。

气缸具有磨损破坏、断裂破坏等多种故障模式,这些故障模式最终都和气缸关键零件的应力水平有直接的关系。为定性分析气缸失效机制,利用MATLAB/SIMULINK仿真得到气缸两腔气压作为边界条件输入,基于ANSYS/LS-DYNA构建有限元模型仿真气缸工作的动态过程;搭建气缸运动试验台,利用LABVIEW采集相关数据验证理论模型及有限元模型的正确性;对仿真结果进行后处理,分析研究气缸伸出行程中各零件的应力并确定气缸不同零件的失效机制。结果表明,气缸各零件上一直承受着幅值变化剧烈的交变应力作用,最大应力产生的位置为耐磨环与缸筒接触处、导向套与活塞杆接触处及活塞杆与活塞螺纹连接处;活塞、活塞杆最主要的失效模式为冲击破坏失效,导向套、耐磨环等零件的主要失效模式为磨损变形失效。

在挖掘机工作装置结构的瞬态动力学分析中,既要考虑油缸刚度、结构刚度对动态分析的影响,又要考虑得到准确的结构局部（如焊缝）应力用于疲劳分析,如按此要求建立的整体精细模型用于动力学仿真,其工作量是海量的且不现实的.为此,文中提出了整体动态模型与局部子模型相结合的方法,用于挖掘机工作装置结构的动态计算;采用梁单元、弹簧单元等将整体结构等效为一个简单、高效的动态模型;对复杂的局部结构再用精细子模型求解,得到精确局部应力.最后以某型挖掘机为例进行案例计算和试验测试对比分析,计算瞬态应力峰值与测试结果的误差小于8%,结果证明了所提方法和模型的正确性.

针对具有内置溢流阀的溢流式高速缓冲气缸建立了非线性动力学模型，并运用Simulink软件建立仿真模型进行数值计算，得到气缸在缩回运动过程中的位移、速度以及各腔室压力的仿真数值解。为了验证仿真模型的正确性，搭建了高速气缸缓冲性能测试平台，对气缸在运动过程中的相关动态参数进行试验测试，通过试验数据与仿真结果的对比分析来对仿真模型进行验证。最后通过仿真分析了内置溢流阀的阈芯质量和预紧弹簧刚度对气缸缓冲性能的影响，结果表明，不同的溢流阀阀芯质量和预紧弹簧刚度都对气缸缓冲性能有较大的影响，为进一步研制更高性能的高速气缸缓冲结构提供了重要依据。

液压压砖机在充、排液过程中容易混入或析出气体,使得油液性能下降。因此利用Fluent对某型号液压压砖机充、排液过程进行流体仿真,获得其充、排液过程的压力场以及速度场,改善压砖机结构与参数,从而有效地抑制气体的混入与析出,提高了压砖机的性能。

以陶瓷压砖机液压系统中顶出系统为研究对象，阐述液压顶出系统的基本构成和工作原理，建立其数学模型并进行计算；采用液压仿真软件AMESim建立其仿真分析模型并进行仿真，将AMESim仿真结果和根据数学模型运算的结果进行分析比较，两种结果一致，说明AMESim仿真结果准确，为进一步利用AMESim进行陶瓷压砖机研究提供了理论依据。

为了提高气动电磁换向阀可靠性试验台的自动化程度、数据处理能力及可操作性，并降低试验成本，研制了一套基于虚拟仪器技术的气动电磁换向阀可靠性试验台自动测控系统。介绍了该系统的硬件选型、电路设计及软件编程。该测控系统能实现多路传感器信号的数据采集、波形显示，通过输出方波信号来控制被测电磁阀的周期性切换。实际运行表明，该系统具有测量精度高、工作可靠及防振抗干扰能力强等特点。