为解决新型液压闸门在现实环境下难以制造、试验、调试等问题,基于数字孪生仿真平台对历史闸门运行数据进行分析并传递,通过数值模拟仿真分析设计闸门在静水压力下不同子闸门开度的闸门整体应力、变形变化,同时分析在空气中及流固耦合作用下闸门整体振动频率变化,并模拟了不同开度子闸门处的流体域流动状态。结果表明,随着子闸门开度的增加,闸门所受应力值在58~67.5 MPa之间变化,所受变形变化不明显;与空气中的闸门自振频率相比,流固耦合作用会适当降低闸门的自振频率;不同子闸门开度会影响流体域的流动状态,且开度增加会降低水体流速。研究结果为其在实际运行、维护及优化闸门性能提供一定的参考。

基于ABAQUS软件平台对桥壳滑动式液压胀形工艺进行数值模拟研究,确定胀形压力与管坯轴向压缩量的关系,避免管坯在胀形过程中出现胀裂或者失稳、褶皱等缺陷,得到壁厚合理、成形效果良好的试件。研究结果表明预成形中采用较低的初始内压,待模具完全合模后增加内压至管坯完全贴膜,可以提高壁厚分布的均匀性。采用该种加载路径可以获得理想的胀形结果,对实际生产具有重要的指导意义。

抓臂式清污机专门清理泵站拦污栅前的水中污物。根据抓臂式清污机的使用要求,设计整机主体结构和工作装置液压控制系统。为满足多个执行机构的同时动作和实现与负载压力大小无关的无级控制,采用基于负载敏感阀前补偿系统的液压控制系统设计。在ADAMS和AMESim软件中分别建立多体运动学模型和液压系统模型,设置软件间的接口条件,创建机液联合仿真环境。通过联合仿真模拟清污机工作装置的运行状态,分析了机械、液压系统的动态特性,为抓臂式清污机研发提供了依据。

摆动油缸作为液压系统中的执行元件,能够输出较大的扭矩,在农业机械、工程机械、国防工业中有广泛的应用。参照机械行业标准,模拟工况载荷,设计试验项目和方法,设计了一套低温试验系统。该系统可用于试验研究,兼具检测维护等功能,为低温环境使用摆动油缸的装备提供支撑。

针对水利设施中传统清污机清污效果较差的现状,设计一款液压驱动的清污机器人,用于拦污栅上污物的清理和拦污栅前污物的抓取。分析了清污机器人三自由度串联结构,采用几何法求解其运动学,得到各关节液压缸与末端位姿的非线性关系。根据清污机器人在清污过程中路径重复的特点,设计液压伺服驱动控制器。采用速度前馈控制方法,系统能够快速跟踪规划的轨迹;为减小位置误差,加入位置反馈控制方法。结果表明:所设计的清污机器人各个液压缸响应速度较快,位置精度较高。