重载压力机从开始的人工杠杆加载到现在液压加载与伺服反馈,可实现的功能越来越多,可观测的数据越来越丰富。但是目前,国内现有的重载压力试验机只能获得岩石的宏观力学特性和岩石试样破坏后的特性,例如岩石的变形,强度特性等。而岩石的动态破裂过程仍是个黑箱过程。那么岩石在大载荷的加载情况下,如何实现压力室平稳的旋转成为本次课题主要研究内容:本文首次提出了将液体油膜支撑技术运用于重载压力机,实现了在大载荷状况下压力室的平稳旋转。压力室中采用自平衡活塞的结构满足了试样上下表面围压的加载需求,使得岩石试样各种参数的准确性在测量时得到了很大的提高。本文以重载压力机加载油缸为研究对象,对垂向加载缸进行了动力学建模,在不忽略非线性摩擦力和非线性弹性力的情况下,通过MATLAB仿真研究对加载油缸动力学模型进行了分析,更具针对性地分析了重载压力机加载油缸低速爬行现象的原因。分析了油缸低速爬行现象影响因素中,非线性摩擦力泰勒展开各项系数中对低速振动现象的影响程度。有效的避免了加载油缸由于爬行现象引起的参数失真等状况,保证了试验的顺利进行。本文通过理论分析,基于液体油膜支承的实际问题提出流场简化模型,化简并求解流体连续性方程和运动方程,得到了速度、压强、承载力、油膜刚度等参数的解析解。采用有限元计算软件CFX对液体油膜支承系统进行了数值模拟计算,得出静态时液体油膜支承系统的流场分布。选出了油膜厚度在30μm时最为合适,保证了在大载荷的加载条件下压力室的平稳旋转。研究结果表明,本文所研究重载压力机在大载荷的情况下,基于液压油膜支撑的方案具有可行性。对于加载油缸低速振动现象的分析具有较高的理论价值和实践价值。