在深水大吨位沉船打捞作业工程中,300 m以深的海底环境压力让现有饱和潜水技术无法企及,复杂的海底工艺场景超出了遥控水下机器人作业范围,这限制了我国深水大吨位沉船的整体应急打捞能力。针对传统打捞方法的不足,提出了一种沉船整体抱捞方法,采用多组大型液压抱爪实现海底沉船的抱捞作业。针对我国附近水域海底沉船抱捞作业需求,设计了一组沉船打捞电液抱抓驱动系统,以深水电机驱动液压泵为动力源,由4支协同作业的液压缸实现抱抓作业,单缸最大输出力200 t。开展了液压回路设计,基于AMESim平台建立了电液回路仿真模型,分析了系统在变负载工况下工作性能,验证了设计合理性。在完成回路设计的基础上,开展了液压系统关键液压元器件选型,完成了阀控箱耐压防水适应性设计,压力补偿式泵站设计,以及系统的整体布置与安装设计工作。

采用高效的自由尾迹方法求解旋翼流场,在获得旋翼桨叶气动载荷的基础上,利用基于紧致源模型的FW-H方法进行旋翼载荷噪声计算。旋翼厚度噪声预测方面,使用三维网格对桨叶外形进行描述以提高精度。基于建立的旋翼气动噪声预测方法,开展了旋翼操纵量(总距、周期变距)、桨叶挥舞运动以及轴倾角等旋翼运动参数对气动噪声的影响分析。重点针对典型桨-涡干扰状态,分析了参数对桨-涡干扰(BVI)噪声指向性的影响规律。结果表明,旋翼运动参数尤其是桨叶周期变距运动,对气动噪声特性的影响较大,获得准确的桨叶运动参数和旋翼轴倾角是提升噪声预测精度的途径之一。

针对防抱死制动系统线性增压需求,建立某高速开关电磁阀阀芯力平衡数学模型,给出阀芯平衡状态附近线性化增量微分表达式,建立液压缸压力变化数学模型,给出液压缸压差的增量表达式,得到高速开关电磁阀力控系统压力和通电电流的传递函数。通过某高速开关电磁阀电磁场和流场的有限元分析,得到阀芯所受电磁力、阀芯所受液压力及流量随阀口开度的变化曲线,研究电磁力、液压力与流量之间的定量关系,阐述高速开关电磁阀力控系统线性增压基本原理,给出力平衡点的稳定条件,提出能够实现线性增压的控制方式;结合流场、电磁场分析结果建立某高速开关阀整体模型,对电磁阀开启过程进行仿真,并进行线性增压试验,验证了该控制方式对于恒流量输出的可行性和仿真计算方法与结果的正确性。

液压油缸在整机装配过程中缸筒焊接接头焊缝开裂,取断裂的焊接接头进行形貌观察、成分分析、扫描电镜观察、金相分析及能谱分析。结果表明:由于焊前预热不到位、焊后保温不及时,导致缸筒焊接接头焊缝热影响区出现马氏体组织,在应力腐蚀作用下,形成脆性裂纹,后期焊接热影响区在残余应力和腐蚀介质的作用下,裂纹逐步扩展发生断裂。

断路器液压机构的可靠性对于电网的安全稳定运行至关重要,对其进行故障分析必不可少。针对某1 000 kV变电站断路器分闸后报油压低分闸闭锁的故障,简要说明故障发生的过程,通过阐述断路器液压机构的工作原理,深入检查断路器外部回路和内部机构,综合分析得出故障原因,判定故障原因为断路器B相B2柱机构内部油压微动开关S1下端72号端子松动。最后对避免类似故障提出几点建议,对提高电网运行可靠性具有积极意义。

液压油缸在潮湿海洋环境中使用,活塞杆表面镀层会出现腐蚀现象。针对腐蚀问题,对液压油缸活塞杆进行了成分分析、低倍检验、扫描电镜观察、金相分析、能谱分析。分析结果表明,液压油缸活塞杆表面镀层存在微裂纹、针孔等缺陷,在外界环境和使用工况的共同影响下,基体与腐蚀介质发生化学反应,形成腐蚀产物,最终出现肉眼可见的腐蚀坑。针对腐蚀原因,提出了应对建议。

为研究手动变速器选换挡机构综合性能,设计了一套选换挡机构性能试验系统。该试验系统采用选、换挡电机驱动选换挡机构实现其选挡和换挡的操作功能。依据试验系统的测控需求,设计了试验系统的测控系统软、硬件部分。最后以该试验系统为测试平台,对某款选换挡机构的选挡力-位移特性、换挡力-位移特性进行了性能试验。试验结果表明,该试验系统可以实时准确测量选挡力、选挡位移、换挡力、换挡位移等性能参数,为选换挡机构的研发提供了试验支撑。

分别采用Cosmosworks和Ansys Mechanical软件对某大流量系数离心叶轮的强度进行了研究,表明在相同条件下,要满足相同的强度要求,两种软件计算的叶片厚度差别较大。通过试验证明,Cosmosworks软件计算结果过于保守,Ansys Mechanical软件的计算结果更接近实际。

针对传统密封设计基于经验和技巧、没有理论和方法指导的问题，提出弹性往复密封的增效设计理论。在分析弹性液压往复密封的失效形式和增效机制的基础上，提出弹性往复密封增效设计的概念，确立使密封高效和无泄漏的增效准则。根据增效准则，提出弹性往复密封的增效设计技术体系。该理论提高了密封设计过程的规范化和可操作性，有效提高了密封设计的效率和质量。

针对某高速电磁开关阀高性能要求，阐述了电磁场有限元分析的基本理论知识，给出电磁场基本表达式，建立了高速电磁开关阀电磁场模型。针对不同工作气隙、不同非工作气隙、不同绕线参数、不同温度以及不同电压高速电磁开关阀电磁场进行了分析，得到高速电磁开关阀电磁场分布云图，分析其磁场饱和程度；得到不同工作气隙、非工作气隙、线圈丝径、线圈层数、线圈电流、M值、温度等参数下阀芯电磁力曲线，分析高速电磁开关阀电磁力受其结构参数与工作参数的影响因素，为高速电磁开关阀电磁控制单元的设计提供参考，并给出了高速电磁开关阀设计过程的注意事项。