为满足挖掘机作业时对油缸缓冲性能的要求,通过CFD动网格仿真对挖掘机油缸前腔缓冲结构进行了设计优化。基于油缸结构与工作负载建立数学模型,并计算获得缓冲时间-速度函数,同时建立缓冲结构CFD仿真模型。以缓冲时间-速度函数为输入条件,采用FLUENT动网格仿真获得缓冲压力。通过某型号油缸试验结果与仿真结果对比,确认了仿真模型的准确性。以此为基础,对相同结构形式的某新型号油缸进行仿真分析,研究了节流孔与缓冲间隙对该型号油缸缓冲性能的影响。仿真结果表明节流孔对缓冲性能影响较大,当节流孔规格在一定范围内变化时,缓冲压力峰值将随节流孔尺寸的增加呈现出先减小后增大的变化趋势,仿真结果为新型号油缸缓冲结构优化提供了参考依据。

以挖掘机液压缸为研究对象,对液压缸前腔缓冲装置的缓冲动态特性进行研究。主要是基于CFD动网格仿真技术,建立了缓冲结构的Matlab仿真模型和CFD仿真模型,根据已有的液压缸缓冲结构尺寸获得仿真输入条件,仿真得到了液压缸缓冲过程的缓冲压力动态特性。经过与实物测试数据比对,验证了计算方法和数学模型的正确性。

基于液压多路换向阀组合矩形节流槽流量微动特性的试验和稳态液动力的计算,对组合矩形节流槽油液流入与流出方向的稳态液动力进行了研究,获得了稳态液动力的变化规律。研究发现：组合矩形节流槽稳态液动力与油液流动方向关系密切,当油液流出组合矩形节流槽时,液动力朝向阀口关闭方向;当油液流入组合矩形节流槽时,液动力随阀芯行程增大由开启方向过渡至关闭方向。由于受到稳态液动力的影响,阀芯的实际控制行程与设计行程存在偏差。在控制启动冲击压力的前提下,采用流入方向组合矩形节流槽结构,阀芯行程偏差较小。

随着计算机技术、有限元理论及计算流体力学等学科的不断发展，压蜡机充型过程的数值模拟技术也得到了快速发展，已成为一种能够用于科学研究并指导生产实践的模拟技术。利用三维建模软件对充型模具进行实体建模，并利用流场分析软件FLUENT对压蜡机充型进行了数值分析和计算，得出了入口压力曲线、体积分数图、流线图及温度云图，并通过比较分析了不同入口流速情况下模料的流动状态，确定最佳的充型速度，得出准确的入口压力曲线，可以为液压系统的仿真提供理论依据。

对熔模铸造用液压压蜡机的合模部分的液压系统进行了改进，将电液比例技术应用到此系统当中，应用比例变量泵以及比例溢流阀调节合模力，使其合模力能随压型不同而作出相应调整。阐述了该系统的工作原理，并对其进行了仿真分析，仿真结果验证了该合模部分的液压系统的合理性。