以某型挖掘机为研究对象,建立其工作装置及挖掘阻力数学模型。针对土方、石方挖掘工况,采用压力传感器、位移传感器测得挖掘过程中各油缸的压力及位移,采用电阻应变片测出动臂与斗杆上各测点的应力。基于所获得的各油缸位移及压力,通过动力学分析计算载荷。使用有限元分析软件和动力学仿真软件建立挖掘机刚-柔耦合模型,并以各油缸位移曲线为驱动,得到动臂及斗杆上各点应力。仿真计算与应力测试的对比结果表明,对应测点的应力变化趋势基本一致,误差在15%以内。

在试验结果和数值模拟吻合良好的基础上，开展叶片出口角对离心泵压力脉动以及径向力影响的研究。本文以两级矿用潜水离心泵为研究对象，建立4组不同叶片出口角叶轮模型，通过数值模拟获得离心泵外特性，叶轮、导叶、蜗壳的压力脉动分布及叶轮径向力特性，并进行对比分析。结果表明：离心泵内压力脉动呈周期性，当β2=16°和20°时叶轮出口压力脉动强度较大。随着叶片出口角增大，导叶和蜗壳内压力脉动均逐渐增强，且导叶内压力脉动强度大于蜗壳，不同叶片出口角下，导叶及蜗壳内脉动主频均为叶频。叶片出口角的改变也会对叶轮径向力矢量分布产生一定影响，随着β2增大，叶轮径向力逐渐增大，且首级叶轮轴向力大于次级叶轮，蜗壳比导叶有更好地改善叶轮轴向力的作用。