针对传统寿命试验方法评估液压缸可靠性出现的耗时长、费用高且无法满足实际需求等问题,基于性能退化的可靠性评估方法,通过性能退化随时间的变化规律对液压缸进行了寿命预测与可靠性评估。采用数值模拟手段判定了各个密封圈的安全性与稳定性,利用Archard磨损模型得到了密封圈的磨损体积曲线。基于考虑随机效应的Wiener过程建立的密封圈可靠性模型,得到了首达时间失效定义下的寿命分布,确立了退化模型参数与可靠度之间的关系,并建立了液压缸密封圈的可靠度数学表达式。搭建了往复式试验平台,试验结果表明,基于Wiener过程的性能退化模型能够更好地描述密封圈的性能退化过程,与传统寿命试验方法相比,对密封圈性能退化的预测更为准确和有效。

为解决气体静压导轨工作刚度不足问题,提出一种双边气膜刚度最优设计方法。根据气体润滑理论及简化假设推导了气膜压力分布的雷诺方程,基于有限差分法离散了气膜流场求解域和边界条件,在MATLAB中编制了压力分布的求解程序,积分得到气膜的承载力,再求导可得气膜刚度。分析导轨间隙、节流孔结构参数和供气压力等对导轨静态特性的影响规律,为静压导轨的设计制造提供参考。

介绍液体静压主轴性能数值仿真分析方法，采用基于有限体积法的计算流体动力学软件FLUENT对主轴性能进行预测。通过匹配主轴的节流孔径和油膜间隙等关键结构参数，从而使得相同结构尺寸下主轴的性能达到更优，进而指导主轴的结构设计；通过测试分析液压站供油压力的波动获得主轴承载能力的变化，从而得到主轴回转轴线的偏移量，进而得到压力波动对主轴回转精度的影响。