检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：高晔东北大学

学位级别：硕士

航空发动机管路卡箍是一种常用的标准件,且航空发动机管路一般通过卡箍固定在机匣上,或者通过卡箍连接在一起。在航空发动机等重要设备上,必须对含卡箍支承的管路系统进行科学的分析和设计,而进行这些分析的基础就是较为准确的获得卡箍... 详细信息

航空发动机管路卡箍是一种常用的标准件,且航空发动机管路一般通过卡箍固定在机匣上,或者通过卡箍连接在一起。在航空发动机等重要设备上,必须对含卡箍支承的管路系统进行科学的分析和设计,而进行这些分析的基础就是较为准确的获得卡箍在动载荷条件下的力学参数。同时,航空发动机中的卡箍一般由金属箍带、金属橡胶等组成。由于金属橡胶衬垫中含有粘弹性阻尼材料,而粘弹性材料具有频率依赖性,因而通过静力学获得的卡箍力学参数可能与真实状态存在差异。为此,本文提出通过振动测试来反推卡箍力学参数的方法,即反推法。基于以上问题,本文在在动载荷条件下进行航空发动机卡箍力学参数反推辨识研究,具体包括以下4部分内容:(1)提出基于实测频响函数反推卡箍支承刚度和阻尼的方法并讨论了预紧力对卡箍力学参数的影响。利用自编有限元创建了管体-卡箍系统的动力学模型并求解了频响函数。在合理选择初值的基础上,研发了基于灵敏度的管路卡箍支承刚度和阻尼反推辨识算法。进行了实例研究,用所提出的方法辨识出了所研究卡箍的支承刚度和阻尼,并验证了结果的合理性。最后,辨识出不同预紧力作用下管路卡箍的支承刚度及阻尼并讨论了预紧力的影响。研究表明,卡箍的刚度及阻尼具有频率依赖性并受到预紧力影响,且水平及竖直方向存在差异。(2)研发了基于实测扫频响应反推卡箍支承刚度及阻尼的方法。利用自编有限元推导了求解管路系统振动响应的动力学方程。在利用响应面法的匹配计算中,进行了卡箍支承刚度及阻尼关于频率和对应响应的多项式拟合,并采用遗传算法进行了优化。最后,进行了实例研究,用所提出的方法辨识出了所研究管路卡箍的具有频率依赖性的支承刚度和阻尼。将辨识值回代到分析模型中,通过比较预测的与实测的频域响应,证明了辨识结果的合理性。(3)进行了基于ANSYS优化模块和实测扫频响应反推出卡箍弹性模量及材料阻尼的研究。首先,建立管路系统完整有限元模型,在指定预紧力下进行了振动分析。接着,通过简单管路模型确定了适用于本研究的ANSYS优化工具及算法。利用随机工具和零阶方法,进行卡箍力学参数辨识。最后,以典型管路卡箍为例,用所提出的方法辨识出了该管路卡箍的弹性模量及材料阻尼。将辨识结果回代到三维有限元模型中,通过比较模型计算与实测的频域响应,验证了辨识结果及方法的合理性。另外,辨识结果表明卡箍的材料阻尼具有频率依赖性。(4)在进行基于虚拟材料简化卡箍建模的基础上,同样利用ANSYS优化模块开展反推卡箍弹性模量及材料阻尼的研究。在已建立的三维完整管路卡箍系统有限元模型基础上提取力学参数,利用各向同性虚拟材料建模方法,建立基于虚拟材料的管路系统三维有限元模型。进而,利用已确定的随机工具和零阶方法研发了反推辨识卡箍(包括金属橡胶和金属箍带)的弹性模量及材料阻尼的方法。最后,以双卡箍支承单管路系统为例进行实例研究,并验证了结果的合理性。在航空发动机管路系统动力学建模及减振研究中,较为准确地获取动载荷下卡箍力学参数是很有必要的。本文在动载荷条件下采用反推辨识的方法确定的卡箍力学参数,可以为航空发动机管路系统动力学建模的研究提供支持,同时整个研究也可以为其它量值的反推辨识研究提供参考。

关键词：管路卡箍动力学建模力学参数反推辨识匹配算法 ANSYS优化分析

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基于实测扫频响应反推管路卡箍支承刚度及阻尼

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振动与冲击 2020年第8期39卷 58-63页

作者：高晔孙伟马辉东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

为了建立管路系统动力学模型并分析其振动特性,需获取动载荷下卡箍支承刚度及阻尼等力学特性参数。该研究提出一种基于实测扫频响应的响应面法来反推上述参数的方法;提出了基于响应面反推管路卡箍支承刚度和阻尼的辨识算法;利用自编有... 详细信息

为了建立管路系统动力学模型并分析其振动特性,需获取动载荷下卡箍支承刚度及阻尼等力学特性参数。该研究提出一种基于实测扫频响应的响应面法来反推上述参数的方法;提出了基于响应面反推管路卡箍支承刚度和阻尼的辨识算法;利用自编有限元创建了管体-卡箍系统的动力学模型,推导了管路系统振动响应;在利用响应面法的匹配计算中,进行了卡箍刚度及阻尼关于频率和对应响应的多项式拟合,并采用基本遗传算法进行了优化。在实例研究中,用提出的方法辨识出了所研究管路卡箍的具有频率依赖性的支承刚度和阻尼;将辨识值回代到分析模型中,通过比较预测的与实测的频域响应,共振频率及响应偏差均小于3%,证明了辨识结果的合理性。

关键词：管路卡箍支承刚度支承阻尼频域响应反推辨识

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管路系统中卡箍支撑的半理论半实验精确建模

管路系统中卡箍支撑的半理论半实验精确建模

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：曹银行柳贡民胡志赵晓臣哈尔滨工程大学动力与能源工程学院烟台哈尔滨工程大学研究院

在利用传递矩阵法等理论方法对管路系统振动特性进行计算时,将卡箍支撑模拟为一个线性弹簧、一个扭转弹簧,以及配合的阻尼的建模方式并不总能达到期望的分析精度,这是因为如卡箍类的支撑固定的是一小段管路而不是一个点。考虑到上述背... 详细信息

在利用传递矩阵法等理论方法对管路系统振动特性进行计算时,将卡箍支撑模拟为一个线性弹簧、一个扭转弹簧,以及配合的阻尼的建模方式并不总能达到期望的分析精度,这是因为如卡箍类的支撑固定的是一小段管路而不是一个点。考虑到上述背景和支撑形式的不同,本文建议采用均匀/非均匀分布模拟弹簧刚度值的方法来表示不同卡箍对管路的支撑作用。本文通过锤击实验测量了含支撑管路系统的前6阶固有频率并利用遗传算法匹配固有频率实验测试结果和传递矩阵法理论计算结果,通过反推辨识的方法获得了一种卡箍支撑的(横向)非均匀分布弹簧刚度值。本文提供了通用的管路支撑分布弹簧模型和一种半理论半实验精确建模方法,能够为相关人员在研究管路系统动力学特性和优化卡箍布置时提供参考。

关键词：传递矩阵法卡箍支撑分布弹簧模型反推辨识实验测试遗传算法

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基于实测响应反推标定非接触磁场激振器激振力

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东北大学学报（自然科学版） 2019年第12期40卷 1760-1766页

作者：孙伟王进东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室辽宁沈阳110819

为了拓宽非接触磁场激振器的使用范围,急需对该激振器作用在结构件上激振力的大小进行标定.以悬臂梁试件为例,提出一种基于实测结构件响应以及采用优化技术来标定非接触磁场激振器激振力的方法.首先,给出了非接触磁场激振力的标定原理... 详细信息

为了拓宽非接触磁场激振器的使用范围,急需对该激振器作用在结构件上激振力的大小进行标定.以悬臂梁试件为例,提出一种基于实测结构件响应以及采用优化技术来标定非接触磁场激振器激振力的方法.首先,给出了非接触磁场激振力的标定原理及方法,即通过迭代计算最小化实测与有限元分析获得的悬臂梁振动响应偏差来反推确定激振力幅.然后,简要描述基于ANSYS软件创建悬臂梁有限元模型及求解振动响应的方法.接着,给出了利用ANSYS软件的优化模块来实现相关激振力幅反推标定的迭代求解过程.最后,针对一款非接触磁场激振器,利用所描述的方法对该激振器激振力幅进行了标定,获得了相关标定曲线以及电压与激振力幅之间的函数关系,展示了所提出方法的有效性.

关键词：非接触磁场激振器振动响应激振力反推辨识标定方法

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基于实测频响函数反推管路卡箍支承刚度与阻尼

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航空动力学报 2019年第3期34卷 664-670页

作者：高晔孙伟朴玉华马辉东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

为了有效创建航空发动机管路系统动力学模型,需要获得动载荷作用下管路卡箍支承刚度及阻尼。提出一种基于实测频响函数(FRF)反推卡箍支承刚度及阻尼的方法。确定了针对单管路双卡箍支撑系统的反推辨识流程;利用自编有限元创建了该管路... 详细信息

为了有效创建航空发动机管路系统动力学模型,需要获得动载荷作用下管路卡箍支承刚度及阻尼。提出一种基于实测频响函数(FRF)反推卡箍支承刚度及阻尼的方法。确定了针对单管路双卡箍支撑系统的反推辨识流程;利用自编有限元创建了该管路系统的动力学模型,并给出了求解频响函数的方法;进一步,提出了基于灵敏度的卡箍支承刚度和阻尼反推辨识算法;以典型管路卡箍为例,用所提出的方法辨识出了该卡箍的支承刚度和阻尼。将辨识值回带到理论模型中,发现仿真及实测固有频率及相对应的频响函数偏差均小于9%,从而证明了研发的辨识方法的合理性。另外,辨识结果也表明卡箍的刚度及阻尼具有频率依赖性,且水平及竖直方向存在差异。

关键词：管路卡箍支承刚度支承阻尼反推辨识频响函数

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