在ADAMS环境下对光电经纬仪进行了建模及仿真，发现两轴的转动之间存在相互扰动，并在光电经纬仪刚体动力学以及陀螺力学基础上对两轴运动进行了解耦分析．在此基础上，利用Lagrange—Maxwell方程对经纬仪内部各环节进行了详细分析，分别针对两轴运动建立广义坐标系，推导出可直接用于控制系统建模的机电耦合动力学方程．

建立了螺旋槽机械密封瞬态启动过程润滑特性的计算模型,耦合求解了含流量因子、接触因子及质量守恒空化边界的雷诺方程、弹塑性粗糙峰接触方程及动力学方程,比较了不同运行工况及结构参数的润滑状态转变过程。结果表明增速阶段流体承载力与液膜厚度不断增大,粗糙峰承载力逐渐减小至消失;相比较于流体动压润滑状态,混合摩擦状态的液膜刚度较大且振荡幅值明显,在到达脱开转速时刻有较大的轴向速度突变。受挤压效应影响,较小的启动加速度可以在低转速下进入流体润滑状态,较高的外压和较低的内压均有利于润滑状态的转变。随槽数的增加,脱开转速呈先增大后减小趋势,螺旋角与槽深的减小或槽坝比的增大均对润滑状态转变能力起促进作用。

液膜密封运行过程因工况瞬时变化、系统振动及润滑不足等因素易引发端面接触冲击,严重影响密封寿命。建立考虑端面接触的液膜密封动力学模型,采用直接数值求解方法对运动方程、质量守恒空化边界雷诺方程、微凸体接触方程在全时间域内耦合求解,研究了液膜空化、轴向扰动及运行工况瞬变对密封稳定性与冲击特性的影响。结果表明液膜空化有效提高了系统抗干扰能力,膜厚越小,受扰动后震荡频率越大且恢复至稳定状态的时间越长;发生端面冲击时膜厚振动频率显著大于全液膜状态下所受扰动情况。随转速及密封腔压力变化值的不断扩大,接触载荷值及冲击频率均不断增大,冲力响应越显著,在端面接触发生瞬间有明显的速度方向突变。

针对火箭发动机涡轮泵螺旋槽机械密封低黏润滑及快速启动的工况,展开动、静环脱开转速nt的计算和试验研究。引入表面粗糙度判据,建立了nt的理论分析模型;计算分析了载荷W、槽深hg及介质黏度μ等因素影响下,机械密封升速过程中润滑膜厚度h和nt的变化规律;在试验台架上进行了机械密封的升速试验,根据试验数据对nt进行了判断分析。研究结果表明:W由5 kN提升至10 kN后,nt增加了76.5%,hg由5μm增加到15μm后,nt增加了143.9%,采用水作为润滑剂时的nt分别是采用液氢和煤油时的4.0倍和2.1倍;以试验数据Q和T判断得到的nt与理论分析结果相差较大,以P判断得到的nt与理论分析结果相差较小,以F判断得到的nt与理论分析数据吻合,可采用P和F作为在试验中测试nt的判据。

为了分析螺旋槽机械密封在气液两相润滑工况下的性能,采用液氮模拟涡轮泵的低黏介质润滑环境,获得了不同试验条件下液氮在两相中的比例k。引入气液时变混合因子λ,建立了λ与两相介质混合密度ρ和混合黏度μ的关系。给出了螺旋槽机械密封的气液两相量润滑计算模型,计算得到了两相润滑时机械密封的开启力F和泄漏量Q,并和试验结果进行了对比,在150~190 s时添加时变混合因子计算方法计算出的开启力和泄漏量较实测数据平均误差分别为6.71%和4.32%。结果表明:考虑两相影响的开启力和泄漏量计算值均小于不考虑两相影响的计算值,且端面液膜气化降低开启力的同时也减小了泄漏量。气液两相量润滑计算模型增加了螺旋槽机械密封性能计算的准确性,研究结果可为两相工况下的机械密封设计及性能优化提供参考。

目前对可倾瓦轴承润滑性能的研究普遍局限于轴承偏心率0-1的范围。以四瓦可倾瓦轴承为对象,研究轴承偏心率大于1,即大偏心工况下,可倾瓦轴承的润滑性能。计算某可倾瓦轴承瓦间承载下的静动特性参数并与典型瓦面承载计算结果对比分析,并针对支点系数0.5、比压为0.6MPa的实例进行具体说明。结果表明：可倾瓦轴承在常用比压下会出现轴承大偏心状态,瓦间承载下承载力、最小膜厚和油膜刚度等关键润滑性能随偏心率变化的曲线与瓦面承载下的曲线相比有明显的滞后特点。

针对高可靠性立式轴系的横向振动问题,以四瓦水润滑导轴承为研究对象,以多瓦预载荷调整为出发点,分析预载荷系数对导轴承静动特性的影响,同时采用模态分析方法计算2种典型瞬态工况下核主菜轴系的一阶弯曲临界转速及模态振型。结果表明随着预载荷系数的增大,叶轮和下飞轮处的弯曲程度减小,轴系的临界转速升高;当预载荷系数超过0.4时,临界转速急剧增大,范围迅速减小。