为提高防冲液压支架的让位吸能大小,提高防冲液压支架的安全性,设计一种点阵让位吸能装置。采用有限元仿真的方式分别研究3种典型点阵胞体的比吸能及单位质量支撑力,确定金字塔结构为最佳拓扑胞体结构。采用三因素五水平的正交实验分析胞体高度,胞体立足倾斜宽度及胞体立足直径对点阵芯体的吸能大小及支撑力的影响规律,确定最佳的胞体结构参数。通过仿真分析得到最佳结构参数的金字塔点阵吸能装置的总吸能为1470 kJ,支撑力为4679.76 kN,且支撑力较平稳。证明金字塔结构点阵吸能装置具有优越的吸能性,能够提高防冲液压支架的安全性。

为提高救生舱的隔热和安全性,设计一种泡沫铝填充结构救生舱。采用Workbench仿真分析的方法研究原型救生舱和泡沫铝填充结构救生舱的隔热和抗热-压力耦合冲击性能。通过对比分析可知在相同的热-压力耦合冲击作用下,泡沫铝填充结构救生舱的温度和应力及变形分别减小51.88%,30.19%和20.72%。证明泡沫铝填充结构救生舱具有更好的隔热和安全性,为新型结构的救生舱设计与制造提供新思路和新途径。

针对传统齿轮泵流量脉动大、振动明显、噪声高等缺点,设计一种四径向轮齿轮泵。首先分析了四径向轮齿轮泵的瞬态流量特性,并建立了其流量、流量脉动系数和流量脉动频率等数学模型。然后,建立多目标函数并以MATLAB软件为平台对四径向轮齿轮泵进行参数优化。最后,分别对相同理论流量和额定压力的四径向轮齿轮泵、三径向轮齿轮泵及传统外啮合齿轮泵进行流量特性仿真,并将其结果进行对比分析。结果表明,四径向轮齿轮泵在结构设计合理的情况下,对减小齿轮泵的流量脉动,从而减小齿轮泵振动和噪声和提高齿轮泵工作性能及降低成本方面均具有重要作用。