提出基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测办法,将有限元方法和多体动力学仿真相结合,获得了等速万向节零件的工作载荷历程,然后运用有限元理论和疲劳分析方法联合求解,在设计阶段实现了部件的疲劳寿命预测,为等速万向节的设计优化提供了参考。

根据平衡机需要在满载和空载两种工况下工作，设计空间限制大等特点，提出了扭杆平衡机由四连杆机构与串联式扭杆连接而成，左右两侧完全对称布置的设计方案。给出了双向串联式扭杆平衡机设计主要参数的计算方法及其加工工艺。引入扭杆单位长度刚度系数，使设计具有一定的新颖性。经预扭试验测定，其扭转角和相应的扭矩均达到了设计要求。

采用准静态接触仿真分析方法,对不同工作夹角的情况下的球笼式等速万向节分别进行应力分析,得到各零件的应力分布和薄弱点,并将仿真结果与试验相对比,验证模型的准确性及合理性。结果表明:当夹角达到30°时,保持架受到钟形壳和星形套的挤压,单侧钢球出现与球道脱离的趋势;当夹角达到45°时,该侧2个钢球与球道几乎完全脱离,同时另外一侧2个钢球与保持架也发生脱离。由于受挤压作用,大夹角下保持架应力主要位于两根筋上。

对汽车传动系统中的三枢轴式等速万向节不同工作夹角进行强度分析,得到不同夹角下各零件的接触应力及外壳轴段应力分布;并将仿真结果与试验进行对比,验证仿真的合理性与准确性。结果表明:在设计夹角范围内,万向节各零件接触应力满足设计要求;接触应力随工作夹角增加而增大,但增加幅度不大;外壳轴下端应力水平较低,且不同夹角下无明显变化,可以优化该处结构,以减轻万向节质量。该研究结果可为三枢轴式等速万向节设计优化提供指导。

在隧道施工中,防水工序的施工质量及效率直接影响着工程进度。针对采用传统的脚手架人工棍棒托顶铺设防水材料存在劳动强度大、铺设效率低、安全稳定性差等问题,设计了一款多功能铺设台车及其液压控制系统。首先,介绍了台车的总体结构,它由门架支撑机构、行走机构、卷扬机构、爬行小车及同步机构、伸缩平台及顶撑机构等部分组成;然后,在分析液压系统的工作要求及工作原理的基础上,对液压系统的参数及液压元件进行了分析计算和选型,确定了最优方案;随后,根据液压系统并联回路的特征,重点针对整升回路采用AMESim软件建立了液压仿真模型进行动态仿真分析,得到液压缸工作时的压力、流量、位移等响应特性曲线。实验结果表明液压系统设计合理、响应速度快、性能稳定、可靠性高,可满足工作要求。研究结果可为铺设台车液压系统的优化设计

在分析隧道施工多功能铺设台车液压系统工作原理的基础上,利用AMESim软件建立液压系统仿真模型并进行动态仿真分析,得到不同压力及负载条件下液压缸工作时的流量、压力、位移特性曲线,验证了模型的正确性。同时,通过对仿真模型注入各种典型故障来模拟系统的响应情况,判别系统异常表现与元件故障间的内在联系,提炼出各故障的特征指标,为施工现场液压系统的故障诊断与快速检测处置提供指导,为液压系统状态评估及预测提供参考。