检索结果-内蒙古大学图书馆

中国舰船研究 2023年第1期18卷 141-151页

作者：韩蕊林余海廷华宏星李辉耀黄修长董小倩上海交通大学振动噪声冲击研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

[目的]旨在抑制转子叶梢间隙流动,解决其给泵喷推进器水动力性能和非定常激振力带来的问题。[方法]以某型前置定子式泵喷推进器为对象,采用环状柔性密封结构与转子端环配合的方法,研究其抑制转子叶梢的间隙流动的有效性。通过保持导管... 详细信息

[目的]旨在抑制转子叶梢间隙流动,解决其给泵喷推进器水动力性能和非定常激振力带来的问题。[方法]以某型前置定子式泵喷推进器为对象,采用环状柔性密封结构与转子端环配合的方法,研究其抑制转子叶梢的间隙流动的有效性。通过保持导管结构近似刚性固定,测得推进器转子的推力和扭矩,给出转子的敞水效率,在高功率频闪仪的辅助下,观察记录各设计工况下的空化初生点,计算绘制出推进器的空化初生特性曲线。针对有/无间隙的推进器模型,在空化/非空化状态下通过试验测得转子轴的振动加速度,以此评估间隙消除对轴系振动的影响。[结果]结果显示:带有柔性密封结构的泵喷推进器,其转子的推力和扭矩显著提升,也使得转子敞水效率在中低进速系数下得到显著提升,且在设计点附近基本保持不变,在较高进速系数下略有下降;在设计点附近一段很宽的进速系数(0.85振动加速度幅值在大多数特征频率处都显著降低。[结论]研究结果表明,采用柔性密封结构来抑制叶顶间隙流动,对于提高中低进速系数下的转子敞水效率、优化设计点处的空化性能以及抑制推进器的轴系振动等具有积极作用。

关键词：泵喷推进器水动力性能间隙流动振动特性空化初生

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考虑参数非概率不确定性的碰摩转子非线性振动响应分析

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振动与冲击 2021年第18期40卷 56-62页

作者：马新星张振果华宏星上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240

转、静子碰摩故障严重影响燃气轮机运行安全性和可靠性,而非线性碰摩响应的不确定性是对其进行评估、预防或控制的重要制约因素。为此,考虑转静子间隙、转子不平衡量及接触刚度等参数的不确定性影响,建立含定点碰摩故障的燃气轮机双盘... 详细信息

转、静子碰摩故障严重影响燃气轮机运行安全性和可靠性,而非线性碰摩响应的不确定性是对其进行评估、预防或控制的重要制约因素。为此,考虑转静子间隙、转子不平衡量及接触刚度等参数的不确定性影响,建立含定点碰摩故障的燃气轮机双盘单轴转子不确定性动力学模型,研究碰摩振动响应特性及其参数影响规律。针对非光滑、不确定性转子碰摩动力学方程,利用谐波平衡法-时频域转换(HB-AFT)技术获取转子系统周期解,运用非嵌入式Chebyshev区间方法估计非线性振动响应的上、下界,从而快速量化各区间变量对响应不确定性的影响,并通过与传统Monte Carlo模拟对比验证了方法有效性和计算优势。数值结果表明,参数区间不确定性对碰摩转子全局幅频响应影响显著,可导致转/静子碰摩发生条件和严重程度的差异。研究结果可为燃气轮机转子碰摩故障提供参考依据。

关键词：转子系统碰摩区间法不确定性谐波平衡法

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一种小型流体阻尼隔振器的设计与实验

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振动与冲击 2021年第14期40卷 180-185页

作者：黄子祥杨德权蒋圣鹏张志谊上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对惯导敏感元件的振动隔离问题,提出一种小型流体阻尼隔振器,采用金属膜片作为弹性元件,通过黏性流体间隙流动产生阻尼耗能。给出计算金属膜片挠度的解析式,建立隔振器动力学模型,获得刚度-阻尼并联的两参数模型的动刚度表达式,进而... 详细信息

针对惯导敏感元件的振动隔离问题,提出一种小型流体阻尼隔振器,采用金属膜片作为弹性元件,通过黏性流体间隙流动产生阻尼耗能。给出计算金属膜片挠度的解析式,建立隔振器动力学模型,获得刚度-阻尼并联的两参数模型的动刚度表达式,进而分析两参数原理模型的振动传递特性,给出根据隔振性能指标设计刚度、阻尼的方法。根据测试与理论计算结果,二者的加速度传递率曲线吻合良好,且实验结果表明可将共振峰值抑制在6 dB以下。

关键词：振动与波振动隔离金属膜片流体阻尼两参数模型

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船舶桨-轴系统双向流固耦合动力学建模方法研究

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船舶力学 2021年第1期25卷 80-94页

作者：邹冬林焦春晓徐江海塔娜饶柱石上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

螺旋桨激励力引起的轴系及船体振动是船舶低频噪声的重要原因,目前已成为改善我国船舶振动噪声最关键的问题之一。为了掌握这类低频噪声成因,有必要从流体、桨、轴系间的复杂耦合关系着手,揭示螺旋桨激励力产生、传递机理及桨-轴系统流... 详细信息

螺旋桨激励力引起的轴系及船体振动是船舶低频噪声的重要原因,目前已成为改善我国船舶振动噪声最关键的问题之一。为了掌握这类低频噪声成因,有必要从流体、桨、轴系间的复杂耦合关系着手,揭示螺旋桨激励力产生、传递机理及桨-轴系统流固耦合振动演化规律。因此急需一个桨-轴系统双向流固耦合动力学分析模型。为此,本文利用有限元法(FEM)耦合边界元法(BEM)建立了流体-弹性桨-轴系双向流固耦合动力学模型,并通过数值仿真分析以及实验研究,验证了所建模型的正确性。研究表明:本文建立的模型求解精度满足工程要求,且相比于目前广泛采用的商业软件方法具有计算速度快、对计算机性能要求低等优点,非常适合工程应用。

关键词：推进轴系螺旋桨流固耦合有限元法边界元法

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基于接触有限元的斜齿轮副啮合动态响应及频谱特性分析

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噪声与振动控制 2022年第6期42卷 45-50页

作者：陈彦齐黄修长华宏星上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

基于ABAQUS商业有限元软件,采用三维接触有限元方法,建立考虑轴及轴承刚度的一对斜齿轮副-轴-轴承系统动态啮合有限元模型。分析齿轮副在仅释放从动轮旋转自由度、释放从动轮所有自由度、在从动轮中心施加轴向静推力3种工况下的啮合动... 详细信息

基于ABAQUS商业有限元软件,采用三维接触有限元方法,建立考虑轴及轴承刚度的一对斜齿轮副-轴-轴承系统动态啮合有限元模型。分析齿轮副在仅释放从动轮旋转自由度、释放从动轮所有自由度、在从动轮中心施加轴向静推力3种工况下的啮合动态响应。对响应中的角速度、角加速度、法向动态接触力开展频域特征分析,相较于现有研究获得详细的频谱特性、幅值特性。研究结果表明,考虑轴与轴承刚度后,齿轮副的振动响应加剧;响应的频域中呈现以啮合频率为载波频率、以从动轮转频及其倍频为调制频率的调制现象。

关键词：振动与波斜齿轮副有限元分析动态响应频谱分析

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基于接触有限元的跨接齿轮啮合刚度计算及激励特性分析

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噪声与振动控制 2023年第6期43卷 69-73页

作者：雷智洋陈彦齐夏极黄志伟黄修长中国舰船研究设计中心船舶振动噪声重点实验室武汉430064 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室振动冲击噪声研究所上海200240 海军装备部驻武汉地区军事代表局武汉430064

针对齿轮内部激励及齿轮副激励力特性问题,建立跨接齿轮三维有限元模型,基于接触有限元方法对跨接齿轮开展时变啮合刚度的计算;在此基础上建立跨接齿轮-轴-轴承模型,基于有限元软件隐式动力学计算方法,进行动态响应及激励力的计算。结... 详细信息

针对齿轮内部激励及齿轮副激励力特性问题,建立跨接齿轮三维有限元模型,基于接触有限元方法对跨接齿轮开展时变啮合刚度的计算;在此基础上建立跨接齿轮-轴-轴承模型,基于有限元软件隐式动力学计算方法,进行动态响应及激励力的计算。结果表明,采用接触有限元方法能够得到跨接齿轮的考虑初始啮合相位的时变啮合刚度,动态激励力以啮合频率为主,伴随有以转动频率为调制频率的边频带。

关键词：振动与波齿轮激励啮合时变刚度跨接齿轮箱

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齿轮激励下齿轮传动-推进系统的动态响应特性及影响规律试验研究

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中国舰船研究 2022年第5期17卷 278-288页

作者：黄志伟陈彦齐雷智洋黄修长彭伟才华宏星中国舰船研究设计中心船舶振动噪声重点实验室湖北武汉430064 上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

[目的]为了研究船用齿轮传动-推进系统的动态响应特性及影响规律,开展一系列台架试验。[方法]首先,搭建包含跨接齿轮箱的双轴齿轮传动-推进系统试验台架;然后,开展齿轮箱体及推进轴系的加速度响应测试,对比分析转速、驱动方式、轴向静... 详细信息

[目的]为了研究船用齿轮传动-推进系统的动态响应特性及影响规律,开展一系列台架试验。[方法]首先,搭建包含跨接齿轮箱的双轴齿轮传动-推进系统试验台架;然后,开展齿轮箱体及推进轴系的加速度响应测试,对比分析转速、驱动方式、轴向静推力、螺旋桨模拟轴向动态激励力等因素对系统动态响应特性的影响。[结果]试验结果表明:振动加速度响应在齿轮传动-推进系统中的传递规律以啮合频率及倍频为主,部分工况在30~80 Hz的低频段也存在峰值。[结论]研究结果可为齿轮传动-推进系统的减振降噪设计提供技术支撑。

关键词：齿轮传动-推进系统齿轮激励动态响应跨接齿轮箱

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考虑弹性地基的正交双曲蜂窝夹层壳体自由振动分析

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振动与冲击 2022年第9期41卷 1-8页

作者：倪臻李旦望夏烨周凯华宏星中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海交通大学振动冲击噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

给出了一种针对具有弹性地基的复杂形状蜂窝夹层壳体自由振动的半解析求解方法。基于一阶剪切理论并结合改进的Gibson公式,得到了正交双曲壳的运动学及动力学关系。通过对剪切因子进行修正并利用哈密顿原理,获得了系统在弹性地基约束下... 详细信息

给出了一种针对具有弹性地基的复杂形状蜂窝夹层壳体自由振动的半解析求解方法。基于一阶剪切理论并结合改进的Gibson公式,得到了正交双曲壳的运动学及动力学关系。通过对剪切因子进行修正并利用哈密顿原理,获得了系统在弹性地基约束下的自由振动控制方程,并利用改进傅里叶法对控制方程进行求解。数值算例表明,此方法具有较高的精度和计算效率;对蜂窝壳体的参数分析表明,系统固有频率随芯层厚度比的变化规律取决于弹性地基刚度,随蜂窝厚度比地增大而降低,随胞元角度及铺层方向的改变而波动变化。

关键词：正交双曲蜂窝夹层壳自由振动一阶剪切理论弹性地基

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分布式流体脉动压力激励下泵喷推进器的结构辐射噪声分析

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振动与冲击 2021年第10期40卷 89-94,113页

作者：黄修长师帅康苏智伟饶志强华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声实验室上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 江南造船(集团)有限责任公司江南研究院上海201913

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅... 详细信息

流体激励载荷的分布式特性对泵喷推进器的结构声辐射具有重要影响。采用计算流体动力学数值模拟结合自编径向基函数插值获得了推进器结构表面的分布式流体激励脉动压力,利用耦合有限元方法研究了泵喷推进器在其全部表面分布式激励、仅转子表面分布式激励、每个叶片0.7 R处等效三向激励和桨毂处等效三向激励作用下的结构辐射噪声。结果表明:径向基函数插值能够精确地将流体载荷映射到结构网格上;与泵喷全部表面分布式激励下的推进器表面均方振速和辐射声功率、传递至桨毂的传递力相比,转子表面分布式激励的贡献远大于导管和定子表面脉动压力的贡献;每个叶片0.7 R处等效三向激励作用下的响应在量级上有差别;转子桨毂处等效三向激励作用下的响应在特征和量级上均相差较大。

关键词：泵喷流体激励力结构模态结构振动声辐射

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湍流脉动激励下板结构辐射噪声的多模态压电分流振动控制方法研究

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应用力学学报 2021年第6期38卷 2208-2216页

作者：黎丰郑智伟黄修长华宏星上海交通大学振动、冲击、噪声研究所上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

湍流脉动压力所引起的水动力噪声是高速航行水航行体的主要噪声源。针对湍流脉动压力激励下声纳平台结构的多模态振动控制问题,提出基于负电容压电分流被动控制方法的控制策略。采用四边简支流体加载平板结构模拟平台结构,湍流脉动压力... 详细信息

湍流脉动压力所引起的水动力噪声是高速航行水航行体的主要噪声源。针对湍流脉动压力激励下声纳平台结构的多模态振动控制问题,提出基于负电容压电分流被动控制方法的控制策略。采用四边简支流体加载平板结构模拟平台结构,湍流脉动压力模型使用Corcos模型。根据Hamilton变分原理建立流体-平板-多个压电分流电路系统的机电耦合动力学方程,以系统动能功率谱密度和辐射声功率作为评价指标,研究了不同来流速度下系统响应规律及不同压电分流电路的被动控制效果,针对不同控制目标确定了基于负电容-连通电路(CRLC)和负电容-电感-电阻并联电路(RLC)的控制策略。研究表明:负电容压电分流电路对不同来流速度下湍流脉动压力引起的简支板多模态振动有较强的控制效果;针对平板结构振动控制时,不考虑压电片数量限制时RLC电路控制效果较好;针对低频辐射声功率控制时,CRLC可使用单压电片达到控制效果,有效降低了水下航行体的水动力噪声。

关键词：湍流边界层压电分流电路多模态振动控制负电容声呐平台

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