为了降低中型传统液压挖掘机的能耗,减少碳排放,在分析传统液压挖掘机系统能耗点的基础上,结合当前节能方法,提出了带能量回收的油电混合动力系统和油液混合动力系统.根据23 t液压挖掘机的参数配置,建立了传统液压挖掘机、油电混合动力和油液混合动力3种系统回转机构的数学模型,并用AMEsim软件进行仿真,在相同负载工况下,得到了3种回转机构的角位移、角速度、功率和能耗曲线.研究结果表明油电混合动力和油液混合动力的回转系统比传统回转系统在角位移和角速度方面响应快速、准确,油电混合动力比油液混合动力响应更快;从能耗方面看,油电混合动力和油液混合动力比传统液压系统节能分别达到了42%和28%.

针对液压泵在吸油过程中容易出现吸油不足的问题，设计了一种环形多喷嘴射流辅助吸油装置。在考虑装置尺寸要求和工况条件下，吸油装置的面积比应适当取大。建立辅助吸油装置的计算流体动力学三维模型，利用Fluent软件研究了喷嘴个数、喷嘴入射角、喉嘴距、吸入室角度、喉管长度等参数对环形多喷嘴辅助吸油装置性能的影响。结果表明：在保证喷嘴出口总截面积相同的条件下，喷嘴个数砚越少越好，即n=2时效率最高；在一定范围内，喉嘴距和喷嘴入射角对效率的影响不大，入射角一般取值在20°～35°之间，喉嘴距取值接近喉管入口直径较好；吸入室角度对装置的影响很小，在计算的14°～52°时效率变化不大；环形射流装置的最优喉管长径比为2～2．5。

气动喷丸作为构件表面处理的重要方式被应用广泛。为了研究喷丸过程中颗粒在靶材上的分布情况,通过数值计算的方法模拟喷丸过程,采用Fluent软件进行气固耦合仿真计算;获得颗粒流在靶材上任意时刻定点喷打的分布特性,并分析了喷嘴类型、入口压力、靶材距离等关键参数的影响;得到不同喷嘴对靶材上颗粒的分布情况,文丘里型喷嘴的分布特性明显优于收缩型及流线型喷嘴;入口压力大于某一压力值时压力对颗粒分布特性的影响较小,而靶材距离存在一个最优值使得颗粒分布特性最优。

为了解决接触网钢筋混凝土支柱的现场切割问题,提出一种分体式的结构设计思路,并设计了切割锯和液压系统,分析蓄能器关键参数对切割回路的压力影响,采用NLPQL方法对蓄能器关键参数进行优化。结果表明:蓄能器预充气压对切割回路液压冲击影响明显,其他参数影响不明显;优化后的蓄能器可以使切割回路的峰值压力大幅度降低,使回路的压力呈近似平稳状态,提高了系统的稳定性。

为提高水冷盘式制动器散热性能,基于强化对流传热原理,通过添加扰流柱对制动器散热结构进行优化,设计了4种扰流柱散热结构,运用CFD方法模拟制动盘流固耦合传热过程,采用Fluent软件进行热流固耦合仿真计算,获得制动盘温度特性和换热特性以及流动阻力特性,并使用综合性能评价因子对不同扰流柱散热结构进行评价。结果表明:通过在安装盘水槽内添加扰流柱可以有效地提高水冷盘式制动器的散热效果;在相同的工作条件下,正三角形扰流柱散热结构的盘面温度最低,平均努塞尔数与流动阻力最高,其综合散热性能较圆形、椭圆形以及水滴形扰流柱散热结构分别提高了3.4%,2.4%和4.4%,较无扰流柱散热结构提高了6.7%,正三角形扰流柱散热结构具有更好的综合散热性能。研究结果为水冷盘式制动器散热结构的优化设计提供了参考。

通过对电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵闭环系统压力控制的数学建模，利用MATLAB／Simulink进行动态仿真，直观的分析了系统的静态特性、动态特性，为电液比例斜盘式轴向变量柱塞泵结构的设计、参数的优化提供了一些可靠的理论依据。

在考虑油液可压缩性的基础上,利用流体分析软件、采用动网格技术和空化模型,通过CFD仿真分析,改变油液的弹性模量、含气量和油液的黏度,根据配流过程中柱塞腔的压力响应特性、斜盘液压力矩、压力和流量脉动,对影响柱塞泵流量特性的油液物性参数进行详细的分析研究。