静压支承滑靴副比一般的滑动摩擦副具有更好的摩擦自适应特性,对滑靴的早期磨损有一定的修复效果,但其摩擦自适应机理目前尚不明确。为此,基于分形理论,采用分形维数、尺度系数等分形参数描述滑靴表面形貌,对摩擦自适应过程进行理论分析,开展磨损试验并以分时段更换试件的试验方法观察分形参数的变化情况,得到分形参数对摩擦学特性的影响规律,揭示滑靴摩擦自适应机理。结果表明,滑靴副在发生早期磨损后,分形维数呈增大-减小-再增大-再减小的变化过程,尺度系数和摩擦系数呈减小-增大-再减小-再增大的变化过程,滑靴在早期磨损阶段呈现出显著的摩擦自适应特性,其表面性能表现出劣化-修复-再劣化-再修复的变化特征。

针对轴径测量问题,提出一种通过建立与轴线垂直的虚拟平面,并利用基于最小二乘圆拟合算法快速获得被测轴直径的方法。对线结构光视觉系统进行标定,得到摄像机的内参、畸变系数、结构光平面参数;获得被测回转体轴线的方向向量和轴线与结构光平面交点坐标,利用已得到的方向向量和轴线与结构光平面的交点建立一个与轴线垂直的虚拟平面;再将结构光平面与零件表面上的交点投影到虚拟平面上,并通过所有投影点到轴线与光平面交点的距离排除数据中的噪点;最后利用有效投影点和轴线与光平面交点的距离,得到被测回转体的外表面圆柱度。通过轴径测量试验对该算法进行了验证,在复杂的测量环境下,当被测轴直径为30~50 mm时,平均测量误差为30μm,最大测量误差为50μm。因此,该算法可以应用于实际回转体零件的直径测量中。

为揭示水介质液力偶合器涡轮流场的特征及演化规律,基于计算流体动力学(CFD)技术,采用4种湍流模型(DES、DDES、IDDES、LES)仿真制动和牵引工况下的涡轮流场结构.通过粒子图像测速(PIV)试验,采用静态、动态图像标定方法实测涡轮流场图像.通过PIV流场试验结果与CFD仿真结果的对比评价4种湍流模型的适用性.结果表明制动工况下,LES模型对主流区域多尺度漩涡流场结构的仿真结果趋于真实,流速为3.52~3.81m/s,涡量为480~540s^-1;IDDES模型对叶片近壁面区域流速场的仿真表现卓越,流速为3.14~3.51m/s,而DES模型对该区域内涡量场的仿真较好,涡量为500~570s^-1.牵引工况下,DDES和IDDES模型的仿真结果失真;DES模型对主流区域漩涡流场结构的仿真效果不如LES模型,但是能够体现多尺度涡旋沿圆周方向运动的基本趋势;LES模型的仿真结果与PIV试验结果吻合,

探究了非线性液压弹簧力对电液伺服系统动态特征的影响。根据非线性动力学原理,建立了系统的动力学模型。通过理论研究指出,非线性液压弹簧力作用可以用Duffing方程描述。通过数值分析揭示了系统内在的分岔现象及典型非线性动力学行为。通过对实测数据进行深入的分析,揭示了液压弹簧的软硬弹簧特性引起的“跳跃现象”。发现液压弹簧力的非线性作用会引发非线性振动,在系统建模与动态特性研究时应该将其非线性作用考虑在内。

针对轴向柱塞泵故障振动信号呈现出的非平稳和非线性特点，提出了一种基于小波包能量法与小波脊线法相结合的信号解调方法，将其用于液压泵故障诊断中的信号解调过程。该方法首先对原始振动信号进行功率谱分析，明确故障振动信号反映出的能量集中频带带宽；根据确定的带宽和原始信号分析频率设定小波包分解的层数，采用小波包能量法提取出分解系数对应频带能量最大的特征信息进行信号重构；利用小波脊线法对重构后的频带信号进行解调处理，通过信号的包络解调谱提取故障的特征频率，利用解调后的时频谱对液压泵单柱塞滑靴磨损、斜盘磨损以及中心弹簧故障进行分析。通过实验结果验证，该方法能有效地对液压泵的故障信号进行解调，并能找出反映故障的敏感特征频率。

斜盘泵在发生滑靴副磨损故障时表现出与正常状态下完全不同的动态特性。为深入分析滑靴磨损量对滑靴副动态特性的影响，在不考虑滑靴倾斜的条件下，建立了描述滑靴剧烈磨损的动力学模型。通过对滑靴磨损过程的发展机理分析，采用近似圆弧进行拟合的方法得到磨损量与磨损轮廓的数学描述方程；同时给出滑靴磨损状态的压力控制方程、膜厚方程、流量平衡方程和力平衡方程，由此建立滑靴在压油区的动力学模型。通过数值分析得出磨损量与滑靴副泄漏量、压力分布、滑靴承载力以及最小油膜厚度之间的变化规律。结果表明：滑靴泄漏量随滑靴磨损量的增加而变大，从而加快滑靴底面油膜压力沿滑靴径向的递减速度，进而降低滑靴的承载力，减小滑靴的最小油膜厚度，削弱滑靴副适应载荷变化的能力。

供油系统工作性能的好坏将直接影响到发动机的工作性能与使用寿命。为了寻找解决供油压力脉动现象的途径,需模拟供油系统典型工作状态下的压力脉动情况。采用理论分析和数值仿真相结合的方法,基于AMESim仿真平台建立供油系统各部件模型,通过仿真结果与实验结果的对比,验证仿真方法的正确性。结果表明溢流阀弹簧预紧力、弹簧钢度和阀座直径均对主供油路压力值及脉动幅值产生影响。计算在溢流阀出口处增设蓄能器的情况,发现主供油路压力脉动程度明显减小,为供油系统的优化提供依据。

液压泵在变载荷作用下会引起转速波动且发生幅值调制现象,振动信号呈现出明显的非平稳性,传统的滤波方法难于进行有效滤波。针对正弦加载液压泵故障振动信号提出一种阶比多尺度形态滤波方法,利用基于EEMD理论的时频阶比分析方法将正弦加载液压泵故障振动非平稳信号转化成角域平稳信号,再用多尺度形态滤波方法对角域平稳信号进行多尺度寻优和解调处理获得多尺度解调信号,并进行阶次谱分析得到振动信号的特征阶次。通过实验证实,该方法能对正弦加载液压泵故障振动信号进行有效滤波,且能提取出更多的有用故障信息。

有效地提取故障特征向量，找到故障敏感因子是进行液压泵故障诊断的关键。采集轴向柱塞泵松靴、滑靴磨损、斜盘磨损以及中心弹簧失效等故障情况下的端盖振动信号，通过包络解调得到各故障的包络信号，在此基础上利用幅值域无量纲特征指标对每种故障进行敏感性分析，找到了各故障的无量纲敏感因子。为液压泵的故障诊断提供了可靠的敏感特征信息，增加了故障特征信息的完备性，对提高故障诊断系统的故障确诊率具有重要的意义。

针对液压泵故障信号非线性和非平稳性特征，提出了利用相空间重构技术和分形理论相结合的特征关联维数提取方法。该方法将液压泵不同故障模式下获取的一维振动信号重构到高维相空间，进行信息深层挖掘；通过对相空间特征信号关联维数变化规律的分析，找出对故障反映敏感的关联维数，由此进行故障识别。通过实验验证，该方法提取的关联维数能有效反映液压泵的故障特征，为液压泵多故障诊断方法的研究提供可靠的特征信息，具有良好的应用前景。