以设计的两级扭杆式平衡机为对象,在综合考虑平衡机的结构尺寸、最大等效应力、最小输出转角等约束的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对其进行了以疲劳寿命为目标的评估和优化。在确保扭杆具有足够的强度和输出转角的前提下,实现了多目标约束下平衡机疲劳寿命的提高。

探讨了基于有限元方法和多体动力学理论的索结构动力学模型的建模方法,并对其进行了比较研究。引入接触约束,在索结构动力学模型的基础上建立了索结构碰撞动力学模型。用带索结构的运行小车结构为实例,建立了带主动索结构的装置、带被动索结构的装置和二者组成的索结构碰撞系统的三种多体动力学模型的仿真环境。研究表明：索结构有限元模型相对其多体动力学模型的误差较小,应用该模型能够进行索结构碰撞过程模拟,同时能够实现这类结构的可视化动态仿真。

通过对液压分流集流阀的结构及工作原理进行分析,利用AMESim软件对其分流工况进行建模、仿真、分析,验证了阀的同步精度.在此基础上分析了阀的结构参数阀芯直径、对中弹簧刚度、固定节流口直径、可变节流口直径等对液压分流集流阀同步精度的影响趋势,最后分析了上述参数的制造误差对阀的同步精度的影响,为阀的设计提供了参照.

为实现波浪能的高效采集与转换,参考鸟类的运动特性,提出一种振荡扑翼波浪能发电装置。将键合图方法引入多物理场耦合的波浪能发电系统,建立了波浪能发电装置由波浪能到电能的全局模型,并利用多能域系统仿真软件AMESim,搭建了能量采集-转换-储存全过程的系统仿真平台,设置参数进行了仿真分析。开发仿规则波浪振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,验证了仿真平台的有效性,仿真结果与试验结果吻合度较高。研究结果表明,该振荡扑翼波浪能发电装置能够有效采集波浪能,实现电能的稳定输出,发电效率达62.9%;键合图法可作为波浪能发电装置的设计与研究的重要工具;该仿真平台与试验平台为波浪能发电装置的设计和评价提供了理论基础和途径。

以振荡扑翼波浪能发电装置的液压转换系统为研究对象,设计一种含有多腔油缸的液压转换系统,将波浪能转换为可利用的机械能。以波浪能高效采集和液压转换系统稳定输出为原则,设计一种多腔油缸并确定液压转换系统的组成及各元件的具体参数。针对不同海况,通过改变电磁阀换挡策略,实现对波浪能的采集,调节蓄能器的个数和预充压力使液压系统高、低管路的压力保持稳定,通过液压马达能够稳定输出机械能。运用AMESim仿真平台搭建采集机构和液压转

为了实现波浪能的高效采集与稳定的电能输出,提出一种浮子半径为2.5 m的四浮子振荡扑翼波浪能发电装置的设计方案。基于多腔油缸液压转换系统,创成一种多腔油缸液压转换与合并系统,确定了系统的组成及工作原理,以及采集机构、液压转换与合并系统各元件参数。运用AQWA仿真扑翼角位移响应,AMESim搭建采集机构、多腔油缸液压转换与合并和电能变换与储能系统仿真模型,搭建仿振荡扑翼波浪能发电装置试验平台,模拟规则波浪进行试验与仿真研究。研究

针对复杂海洋环境下拖船升沉运动对拖体定深的影响问题,提出了一种水下拖曳系统的升沉补偿控制机理并设计了其补偿系统.基于对缆绳张力影响分析提出了收放速度与升沉速度沿缆绳方向合力为零的升沉补偿机理,通过控制收放缆绳运动来抵消拖体升沉运动并达到理想拖曳速度,基于PID校正方法提高系统的相对稳定性、增加频率带宽设计了升沉补偿控制I型系统.根据线性波理论描述波浪力,通过AMESim软件软件中的液压模块、机械模块和控制模块对水下拖曳系统作业过程进行虚拟样机建模.以调整工况和收放工况为例,对控制前后拖曳体在3种不同海况条件下收放速度、缆绳张力等问题进行计算仿真.仿真实验结果表明,拖曳系统速度补偿效果明显改善,张力波动得到抑制.

针对海洋拖曳系统作业过程中缆长调整、拖曳及应急回收的特殊工况需求进行海洋拖曳绞 车液压系统设计与研究.结合不同工况特点和技术要求提出了海洋拖曳绞车液压系统方案;运用 AMESim软件进行建模仿真验证了方案的可行性.在此基础上以缆长调整工况为例分析了机械等效 转动惯量、可调节流阀开度、蓄能器以及考虑波浪因素对负载速度波动的影响.结果表明：适当增大机械 等效转动惯量和可调节流阀开度、增加蓄能器可以提高负载运动的平稳性;波浪力幅值和频率对负载速 度波动有较大的影响.

水力发电厂的门式闸门启闭机（以下简称启闭机）抓梁的安全是电厂安全生产的保证。在闸门启闭时，抓梁的穿销（退销）过程在水下完成，无法直接观测，这就要求抓梁控制系统安全可靠。大型电站的启闭机抓梁都是采用液压穿／退销来实现闸门启闭的，抓梁上的液压电动机电源、控制电源、穿销过程的检测信号都是通过一根主电缆与启闭机相连接的