针对传统液压缓冲器缓冲容量低、压力峰值大、缓冲不平稳等问题,提出一种新型的芯轴式液压缓冲器,并应用数值模拟的方法对该缓冲器进行流场分析。基于流体动力学理论,利用Fluent软件得到了缓冲器在初始状态下高压腔、低压腔和阻尼孔的压力及其差值的变化情况。改变螺距、槽宽和槽深等结构参数,得到了新型芯轴式液压缓冲器的压力及压差变化规律。结果表明:螺距对缓冲器缓冲特性有明显影响;槽宽和槽深对缓冲性能的影响取决于螺距的大小。

在前期单头螺旋式液压缓冲器研究的基础上,针对高速冲击工况下缓冲器快速耗能的需求,提出一种新型的多头螺旋式液压缓冲器。基于Fluent软件,对多头螺旋式液压缓冲器的槽宽、槽深以及直径等结构参数进行了仿真分析。探究了不同结构参数对缓冲器水头损失的影响,并与前期研发的单头螺旋式液压缓冲器进行了对比。得到以下结论:多头螺旋式液压缓冲器槽宽以及槽深越小,直径越大,其水头损失越大;相比单头螺旋式液压缓冲器,多头螺旋式液压缓冲器更适应于高速冲击,可控性更好。

液压支架是确保煤矿工作面安全正常生产的重要设备,在应对顶板来压方面发挥着关键作用。随着煤矿开采深度日益增大,冲击地压现象发生逐渐频繁,如何提高液压支架的抗冲击能力是解决煤矿冲击地压事故的关键问题。提出一种将磁流变缓冲技术应用于液压支架冲击缓冲的思路,设计了一种液压支架缓冲元件并分别对传统液压支架和加装缓冲元件的液压支架进行了仿真对比分析。结果表明:加装磁流变缓冲元件后液压支架在受到冲击时大流量安全阀泄流情况和立柱受力情况均有明显改善,极大提高了支架的抗冲击地压能力。

为改善工程液压柱塞泵的性能评价方法，基于层次分析法，以K3V型液压柱塞泵为例进行综合性能研究，将影响液压柱塞泵使用性能的各项因素进行分层，进而得到各具体因素的权重。对比现场采集的不同柱塞泵在试验时的实验数据，结合各实验数据的权重，对柱塞泵进行综合性能评价，为液压柱塞泵评价方法的研究提供了新的思路。

针对挖掘机用串联式斜盘轴向柱塞泵，分析了恒功率调节特性的动作过程，并建立了该闭环控制系统的完整数学模型，利用Matlab／Sireulink模块进行仿真分析，得到柱塞泵的负载压力一输出流量的特性曲线，搭建了液压试验台，验证了数学模型的有效性。重点讨论了功率设定弹簧刚度对恒功率特性的影响，由于双弹簧并联机构带来了较大的误差，提出了三弹簧结构的优化措施，通过模拟仿真得到改进后的性能曲线，对比后发现恒功率曲线的拟合程度显著提高，也为该类型研究提供参考。

在研究仿真技术的基础上重点对液压系统仿真技术进行了研究和分析。介绍了HOPSAN软件利用HOPSAN对我国振动压路机的振动液压系统进行了建模、仿真与分析。结果表明仿真效果良好并认为利用HOPSAN完全能够进行不太复杂的液压系统的仿真。

提出了基于模拟退火算法的阻尼孔组合优化方案,实现了多孔式液压缓冲器的优化设计。根据缓冲器缓冲过程中的受力状态和孔口流量特性,建立了多孔式缓冲器缓冲过程的动态数学模型;以阻尼孔直径、阻尼孔间距和阻尼孔数量为优化变量,基于缓冲器动态数学模型与模拟退火算法,建立了阻尼孔组合优化求解模型;根据该优化模型对阻尼孔的3个优化变量进行了组合优化,并将优化前后的数据输入到多孔式液压缓冲器的AMESim仿真模型中进行验证。仿真结果表明:同最初方案相比,组合优化后的液压缓冲器的内腔最高压力降低了12%,缓冲行程缩短了6.7%,缓冲过程更加平缓。

在分析液压泵CAT实验台应用现状的基础上，提出了一种结合测量和控制技术的液压泵CAT试验台自动测试系统，并对该系统的工作原理和软硬件组成作了全面介绍。该测试系统实现了压泵的试验过程自动化，提高了试验精度和效率。