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气缸的冲击特性是气缸疲劳寿命的关键影响因素。针对气缸高寿命的应用需求,有必要对气缸的冲击特性进行解析,分析影响气缸冲击特性的因素及其影响规律。仿真分析是气缸冲击解析最有效的方法,但行之有效的仿真分析方法涉及到解析的效率和解析结果的精确性。因此,本文结合气缸冲击解析仿真、气缸冲击解析试验和试验设计方法(DOE),研究气缸冲击解析的仿真方法,主要工作如下:(1)建立气缸冲击解析仿真的三维结构模型,对材料设置、接触设置进行阐述;研究仿真中的网格划分方法,通过正交试验的极差分析确定气缸各部件网格尺寸;以专用选型软件所得特性曲线为依据,建立气缸冲击解析数学模型;运用MATLAB/Simulink仿真获得气缸有杆腔、无杆腔压力和所受摩擦力等载荷数据,对边界条件与求解参数进行设置;构建气缸冲击解析的仿真模型,实现气缸冲击全过程的仿真,得到相应仿真结果,提出气缸冲击解析仿真方法。(2)为验证气缸冲击解析仿真模型与方法的可靠性,设计气缸冲击试验系统,对气缸冲击试验气动回路进行设计,完成试验系统元器件的选型;采用LabVIEW软件设计试验数据采集单元,设计与构建气缸冲击试验台;通过试验获得气缸冲击有杆腔、无杆腔的压力数据,气缸位移、速度和冲击力数据;通过与冲击解析仿真压力载荷、结果的对比,验证有限元仿真模型与方法的可靠性。(3)运用正交试验和响应面法,结合气缸冲击解析仿真模型,探究气缸轴套厚度、宽度、倒角和圆角等结构参数对冲击状况下应力特性的影响,进而获得轴套结构参数影响的主次顺序和显著性,分析轴套应力受其结构参数影响的规律与趋势,并对轴套结构进行优化与仿真验证;对比分析正交试验和响应面法的工程适用性,为气缸轴套的结构优化提供指导。本文构建气缸冲击解析的仿真模型,提出气缸冲击解析的仿真方法,并通过气缸冲击试验对其进行验证。所提出的冲击解析仿真方法能较为准确、全面地描述气缸的冲击特性,最后结合DOE对气缸轴套进行结构优化;为同类仿真分析提供可借鉴的方法,为气缸结构设计与优化和气缸寿命提升提供指导,缩短研发周期。