分析了液压-气动复合锤的工作原理和结构特点,建立了锤体上升阶段和下降阶段的动力学数学模型.分析结果表明采取液压-气动复合锤击技术,可以实现加速度9.8 m.s-2以上的桩体打击功能;打击能量和锤体质量、加速度、液压缸氮气室气体压力、锤体最大高度以及回油管路阻力等因素有关.所建立的数学模型和分析结果为新型液压锤的研究和开发提供了理论基础.

针对小球式旋转直驱压力伺服阀（BRDDPSV）静态测试卡滞问题，建立阀芯运动全局函数，包括基于缝隙流理论建立倾斜阀芯径向力模型，基于Coulomb摩擦理论建立阀肩触壁静摩擦-滑动摩擦模型.理论解析曲线合理复现了静态测试卡滞问题偏心驱动下阀芯逆时针旋转倾斜，右侧阀肩触壁，初始静摩擦导致阀芯卡滞，逐渐提升的电流水平克服摩擦形成阀芯运动超调.为了保证电流指令与控制压力的近似比例特性，阀芯回拉复位，形成重复的正向驱动阀芯卡滞.基于阀肩不触壁原则，获得阀芯是否卡滞阈值条件.研究结果表明增大阀芯与阀套初始半径间隙或减小小球偏离阀芯轴线的初始偏心量，均可以提高阀芯不卡滞的输出压力阈值;对于21MPa系统压力及0~8MPa输出压力的实际需求，在不改变其他参数的情况下，将初始半径间隙和初始偏心距分别调整为5.1μm和0.2mm，...

研究了一种带补偿节流器的两级电液伺服阀结构和特性。该新型阀在主阀芯两端增加了对称的一对补偿节流器,用于调节阀的动态特性。建立了电液伺服阀的传递函数模型,分析了补偿节流器液阻对阀特性的影响。

利用非线性有限元软件MARC对某力反馈电液伺服阀阀套组件装配应力进行有限元仿真计算,采用动态和静态两种有限元接触分析方法,分别模拟过盈装配的压力压装和温差组装两种组装方法。分析了压装过程中阀套装配应力随时间变化过程,配合过盈量、回油阻尼孔件最终安装位置对接触应力的影响,以及阀套受装配应力影响最大的3个部位。结果对减小阀套应力变形、改进加工和装配工艺具有参考意义。

分析了力反馈两级电液伺服阀喷嘴挡板阀处的流场。首先利用Gambit软件进行网格划分,建立Solidworks三维模型,采用CFD计算流体动力学方法得到了喷嘴挡板一级阀的压力场和速度场。结果表明固定节流口、喷嘴挡板间隙和回油阻尼口处存在节流减压现象,最高流速发生在固定节流口和喷嘴挡板间隙处。分析结果对喷嘴挡板阀的数字化设计及性能预测具有一定的参考意义。

分析了一种新型非对称喷嘴挡板式电液伺服阀的结构和特性。该阀在两喷嘴容腔处设置一对阻尼节流器,得到了喷嘴容腔和负载压力特性、零位压力特性,以及力矩马达驱动力和刚度设计方法。理论和试验结果表明内置阻尼节流器的电液伺服阀喷嘴容腔的零位压力小于供油压力的50%,负载容腔的零位压力大于供油压力的50%;液阻系数不对称时,负载压力曲线不对称,其交点偏离中位;为提高零位时负载压力的线性度,液阻系数的取值宜在1.5至2.5之间。

针对液压系统油源的安全性及可靠性问题,提出了油源冗余设计方法,即多油源供给多负载。当某一油源发生故障时,能源选择阀切断故障油源,由其他油源给负载提供基本液压能源,使系统能完成必须的服役性能。针对液压系统能源选择阀存在的频繁换向与振动问题,提出了一种插装式液控能源选择阀,其先导阀采用锥阀和可变阻尼形式,主阀采用三台肩且终端有缓冲功能的滑阀。建立了插装式液控能源选择阀的数学模型,分析了能源选择阀在两种模拟故障下的切换压力及切换时间、油源压力脉动等特性。理论分析结果表明,当油源压力发生阶跃和线性变化时,某能源选择阀切换时间分别为5ms和7ms。当压力发生波动时,主阀不会发生振动,可通过液控先导阀结构设计来控制切换压力和回复压力大小。

针对电液伺服阀中力矩马达磁路中存在的漏磁现象,本文解决了已有的磁路模型存在建模精度不高的问题。本文考虑控制线圈处的漏磁和工作气隙处的漏磁,理论推导了考虑磁路漏磁的力矩马达工作气隙磁通表达式和输出力矩模型。采用数值模拟方法分析了输入电流与力矩马达输出特性的关系。结果表明:本文建立的磁路模型具有更高的准确度,验证了本文所建模型的正确性和有效性。

针对偏转板伺服阀射流盘组件两腔恢复压力不对称和一致性差的问题,建立了考虑射流盘尺寸和形位误差时的流场仿真模型,采用多元线性回归分析方法研究了射流盘的形状因素与压力特性之间的关系;通过神经网络算法实现了不同尺寸和形位误差组合下的射流盘组件两腔恢复压力的预测,并研究了导致两腔压差超差的形状因素分布情况。结果表明:恢复压力的主要影响因素包括劈尖宽度、射流口宽度、射流盘厚度、接收腔圆角以及劈尖对称度;两腔压差的主要影响因素为劈尖对称度、射流口垂直度、接收腔圆角以及内角对称度;射流盘的两腔压差大小呈正态分布规律,压差超差主要是多个因素组合引起,但即使所有形状因素符合设计要求,也可能出现压差超差。实验结果与理论结果相符。

针对目前电反馈伺服阀控制参数整定周期长、调试效果不理想的问题,介绍一种电反馈伺服阀控制参数的半物理整定方法。采用计算机数值模型代替真实模拟电路对伺服阀机械液压部分进行实时反馈控制;通过更改虚拟参数,得到半物理最优控制参数,并以此为依据调节实际模拟电路。试验表明,该方法相比直接调节模拟电路参数的方法具有参数调节范围大、调试及观测方便、调试数据实时保存等优点,适用于伺服阀研制开发阶段的结构参数优化试验,可以快速找到与当前结构参数匹配的控制参数,为新型电液伺服元件的研制提供技术支撑。