为了更好地了解往复式压缩机在不同工况下阀片的运动规律以及气缸内压力、温度的变化情况,对压缩机气缸及阀片运动规律进行了模拟仿真研究。采用有限元分析手段建立了往复压缩机的三维流场模型,在变负荷工况下,运用Fluent软件模拟分析了压缩机气阀与气缸工作状态;在正常工况下,模拟了压缩机气阀的运动情况和气缸内的压力变化情况,并利用往复压缩机实验台进行了实验验证;在气量调节工况和不同的阀片顶开位移的工况下,针对压缩机进行了模拟,得到了不同工况下阀片运动规律、气缸内示功图及气缸内温度变化规律。研究结果表明:针对机组复杂运行状态可用计算机仿真研究进行深入模拟,获得贴近实际运行状态的数据,对分析压缩机运行状态,改进优化气量调节系统具有重要作用。

针对核反应堆压力设备环形密封面进行了泄漏监测与分析诊断研究,以自主化研制的新型蒸汽发生器的密封性能验证为对象,搭建了环形密封面泄漏监测系统,通过制作等比例试验件开展泄漏模拟试验验证了监测系统的有效性;针对蒸汽发生器,开展了数个升降温循环及稳态瞬态等密封性能试验的验证,试验中未监测到泄漏;试验后对蒸汽发生器监测数据进行了深层次分析,通过数据拟合与数据分布两个角度与模拟件真实泄漏数据进行对比分析论证,最终证明了研制的新型蒸汽发生器环形密封面的声发射监测数据不符合泄漏数据的衰减规律,因此蒸汽发生器未发生介质泄漏,密封性能可靠,具有工程应用的可靠依据,同时该监测方法也可进一步推广到其它压力设备的环形密封面的泄漏监测中。

阻尼接头结构的圆锯片可减振降噪,使得研究阻尼对振动的影响具有重要意义。使用ABAQUS建立了球-平板的微动摩擦接触模型,运用分形理论,对阻尼接头表面粗糙度分形函数进行了修正,结合经典赫兹理论和弹塑性理论得出了法向阻尼因子的计算公式。将计算出的阻尼因子和预定的摩擦因数添加到分形模型中进行有限元分析,得到在静载荷作用下,阻尼接头应力分布云图及6种能量的耗散曲线图,以此可以观察阻尼材料或者发生接触时的摩擦损耗。结果表明:阻尼接头在微小范围内的滑动能够起到摩擦耗能的作用。

铣削加工的性质通常是断续加工,会产生周期载荷或冲击载荷。以偏心夹持机构用于铣削加工为例,对偏心夹持在载荷作用下的夹持性能进行研究,首先从结构上确定偏心夹持的可靠性,然后利用有限元动力学分析模块确定偏心夹持机构在振动条件下的响应情况,分析振动强度或频率等对夹持可靠度的影响,首先通过计算确定出偏心夹持失效的临界振动条件,然后结合有限元分析来研究冲击载荷下的偏心夹持性能。

在圆锯片基体外圆断续车削过程中,刀具磨损是影响机床工作效率的主要因素之一。通过Deform软件对圆锯片基体外圆的断续车削过程进行了仿真并提取出了切向力Fx、进给力Fy、背向力Fz及刀具温度随时间的变化信息,利用时域分析法和频域分析法分别对采集到的切向力Fx、进给力Fy、背向力Fz随时间的变化信息及刀具温度随时间的变化信息进行了相应的分析,并分别采用BP神经网络和RBF神经网络对能反映刀具磨损状态的时域、频域特征量进行了智能识别比较研究。结果显示,RBF神经网络性能表现要更好一些。

气阀作为往复压缩机的关键部件，其故障率一直以来都排在首位，阀片运动规律的优劣直接影响气阀的使用寿命，故研究阀片的运动特性就显得特别重要。根据网状进气阀的结构建立了数学模型和实体模型，采用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件对阀片动作过程进行了模拟，又用传感器对网状阀的阀片位移进行了实际测量。通过对仿真与试验结果的分析比对，得出了阀片在不同气阀弹簧刚度及不同转速下的动作响应特性，并分析出了振颤应力与撞击应力对阀片寿命的影响。

气阀是往复压缩机最容易出故障的部件,因高频开启关闭、受力情况复杂时常导致泄漏等故障的发生,对机组高效、稳定运行产生不利影响。针对往复压缩机气阀泄漏故障,通过建模仿真获得气阀泄漏理论数据,掌握故障早期特征变化规律;基于试验台故障模拟试验,融合压力、温度数据分析故障特征,验证理论仿真结论;最后提出了一种融合多参数实现气阀泄漏故障分析诊断方法。研究成果为实际往复压缩机故障报警限值的确定和自动诊断提供了支持。