以液压约束活塞发动机连杆为研究对象,采用现代优化设计方法与有限元相结合的技术,建立了连杆优化的力学模型。在保证结构强度、刚度和稳定性的条件下,进行了以连杆质量为目标函数的三维结构优化设计,结果使连杆质量更轻,结构更加紧凑。得到了一种综合考虑各种约束条件的连杆优化方法。

缸间齿轮联动液压发动机(GCHE)是一种较传统内燃机更节能减污的动力装置,曲柄连杆机构作为发动机主要的运动部件,需要进行优化设计以保证轻质高强的特性。构建了GCHE曲柄连杆机构基于响应面的近似模型,建立了连杆、曲轴状态变量的二阶响应面近似模型,并进行准确性校验。同时建立曲轴和连杆协同优化模型,完成连杆和曲轴基于响应面近似模型的协同优化设计。优化后,连杆体积减小21.47%,曲轴体积减小2.68%,曲柄连杆机构总体积减小4.75%。结果表明,优化效果显著,基于响应面近似模型的优化方法可行有效,为后续GCHE的性能设计提供了理论依据和技术支持。

缸间齿轮联动液压发动机是一种综合性能较好的新型液压发动机。曲轴位于发动机一侧,曲轴外形为半拐结构,其具有与传统发动机不同的受力情况与工作状况,因此需要对其进行结构优化设计,以实现最佳的工作状态。针对GCHE曲轴结构优化数学模型,基于Kriging近似模型与最优拉丁超立方试验设计方法,创建面向6σ稳健性优化设计的曲轴结构尺寸优化模型。仿真结果表明,该方法可完成对目标性能的最优寻值,并提高约束条件的可靠性和目标函数的稳健性。通过对比确定性优化,稳健设计可使曲轴体积降低1.61%,质量水平达到99.999%。

入口压力的变化会改变转套式配流系统内部流场的压力分布,影响系统内部空化特性。利用流场分析软件Fluent对转套式配流系统的流体域进行仿真计算,设置不同的入口压力,考察空化相关参数随入口压力变化的规律,提出开发适配转套式配流系统的新空化模型将是未来研究工作的重点,并应用YST380W型液压综合试验台对仿真结果进行试验验证。结果表明,入口压力的提高能有效降低转套式配流系统的空化程度,减小最大气体体积分数和空化占比,提高容积效率。

针对转套式配流系统在高低压转换时存在的冲击、噪声等问题,提出一种三角形截面减振槽结构。根据配流系统的结构特点,建立减振槽数学模型,分析减振槽在不同阶段的通流面积;并对配流系统全流场进行数值分析与可视化研究,分析减振槽对流量脉动、泵腔压力、速度矢量的影响规律。结果表明：三角形截面减振槽结构流场流态为湍流,流场流速较大、流向紊乱,对流量脉动影响较严重,出现流量冲击和回流现象,但很大程度上降低了压力脉动,对压力场具有良好的稳定作用。

以高精密立式和高精密卧式机床为研究对象，利用FEM技术建立高精密立式和卧式机床的进给系统刚性模型，然后利用VP技术对各零部件进行网格划分，替换刚性体，建立起进给系统多柔体模型。通过添加不同方向的切削力分别建立高精密立式和卧式机床多柔体模型。研究立式机床和卧式机床进给系统丝杠振动特性的不同，对比其在一定范围内的精确度，以选择合适的机床。论文中选择高精度的卧式机床。

转套作为配流系统的核心零件之一，其配流口的结构形状对整个配流系统的工作脉动影响较大。以配流系统为研究对象，设计方形配流口、圆形配流口、双配流口3种不同配流口结构转套。首先建立了3种配流口过流面积的数学建模，分析过流面积的变化特点与规律。为了研究不同配流口对配流系统的流量特性与压力特性的影响，利用流体仿真分析软件Fluent，对3种配流口结构的流体模型进行流体动力学仿真。结果表明方形配流口配流面积最大，配流曲线较平稳，圆形配流口对流量脉动和压力脉动影响最小，所以可根据对配流系统的不同要求选用不同结构的转套。

缸间齿轮联动液压发动机是一种新型液压发动机,曲柄连杆机构是主运动部件之一。对连杆进行优化,以使其满足工程需要。基于Isight软件中的几种近似模型方法,采用组合近似模型的方法对连杆进行结构优化,优化后体积减小26.13%。经验证满足设计要求,优化结果合理。基于组合近似模型的方法对GCHE连杆结构进行优化设计后,能更好地得到输出响应值,得到最优解。

为解决纯电动汽车存在的冲击电流对蓄电池造成的损害问题,本文以国内某款燃料电池城市客车为研究对象,采用复合储能系统,对电液混合动力客车的动力传动系统进行研究。对整车结构性能参数进行匹配,并对汽车动力驱动系统及动力系统的主要部件进行设计,同时对驱动电机、动力电池和液压动力参数进行匹配。研究结果表明,液压系统和蓄电池系统可以良好的协调配合,增加了混合动力汽车的行驶里程,避免了充放电大电流对动力电池的冲击问题。而且节约了电动汽车的电力消耗,减轻了电池组容量和质量,减小了电动机额定功率和质量,实现零排放,提高了回收效率。该研究为混合动力汽车的发展提供了一种新思路,具有较好的应用前景。

往复柱塞泵转套式配流系统是一种结构紧凑、密封可靠的新型配流系统。针对其流量倒灌和压力超调问题,利用软件Fluent,采用UDF（User-Defined-Function）功能和滑移网格与动网格技术,对往复柱塞泵转套式配流系统泵内的非定常流动进行了仿真研究。仿真结果表明,配流系统只在排油向进油过渡的瞬间出现压力超调,并产生短时间压力震荡;往复柱塞泵进油阶段,进油腔内液压油流速较慢,流动范围较大,排油阶段,液压油流速较大,流动范围很小;整个工作周期内进油口与泵腔之间无流量倒灌现象,但出油口与泵腔在每个过渡瞬间都出现倒灌,倒灌流量较小、时间较短。