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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：汪博孙伟马辉韩清凯闻邦椿东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

跨尺度材料跳跃结构如涂层、镀膜技术在高端精密机械结构中广泛应用,在高速、高温、交变载荷等严苛工况下,其涂层结构容易发生各种形式的损伤破坏。项目组前期开展了纤维增强层叠复合材料细观建模研究,获得了通过细观模型辨识出的材料... 详细信息

跨尺度材料跳跃结构如涂层、镀膜技术在高端精密机械结构中广泛应用,在高速、高温、交变载荷等严苛工况下,其涂层结构容易发生各种形式的损伤破坏。项目组前期开展了纤维增强层叠复合材料细观建模研究,获得了通过细观模型辨识出的材料参数能更精确地模拟实际情况的结论。同时,基于Pareto的多目标遗传算法和基于Sheffield的单目标遗传算法的研究,

关键词：残余内应力参数辨识力学特性

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航空发动机管路系统动力学优化及涂层减振

航空发动机管路系统动力学优化及涂层减振

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：孙伟季文豪马宏伟李家鑫刘芳名东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

航空发动机管路起着传输各种介质的关键作用,其在转子系统、泵源等的激励下极易产生管体裂纹、卡箍松动等故障,因而控制航空发动机管路的有害振动一直有着迫切的工程需求。这里分别面向航空发动机管路设计及服役阶段描述了对管路进行减... 详细信息

航空发动机管路起着传输各种介质的关键作用,其在转子系统、泵源等的激励下极易产生管体裂纹、卡箍松动等故障,因而控制航空发动机管路的有害振动一直有着迫切的工程需求。这里分别面向航空发动机管路设计及服役阶段描述了对管路进行减振的方法。针对处于设计阶段的管路,提出了基于卡箍布局、管型以及管接头调整的管路系统动力学减振优化方法,具体包括:管路系统参数化建模、减振优化模型的建立以及寻优算法等。针对处于服役阶段的管路,提出了在管体上贴敷或者涂敷涂层来对管路进行振动抑制的方法(涉及的涂层包含粘弹性自由阻尼层、粘弹性约束阻尼层以及硬涂层),具体包括:涂层的制备、涂层管路减振测试、涂层管路动力学建模、涂层管路参数化建模、管路涂层减振优化等。上述,均给出了具体研究实例,证明了所提出的管路动力学优化及加装涂层对管路减振的有效性。

关键词：航空发动机管路系统动力学优化涂层减振

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基于自注意力优化隐藏细胞状态的行星齿轮系统可靠性分析

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机械设计与研究 2024年第4期40卷 207-213页

作者：闵世成高鹏谢里阳辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001 东北大学现代设计与分析研究所沈阳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

针对部分随机变量呈现高度非线性以及变量相互之间存在相关性难以建立可靠性分析模型等问题,提出了一种基于自注意力机制优化隐藏细胞状态的长短期记忆神经网络模型。首先,建立长短期记忆神经网络,并在每个单元的隐藏状态输出位置引入... 详细信息

针对部分随机变量呈现高度非线性以及变量相互之间存在相关性难以建立可靠性分析模型等问题,提出了一种基于自注意力机制优化隐藏细胞状态的长短期记忆神经网络模型。首先,建立长短期记忆神经网络,并在每个单元的隐藏状态输出位置引入了自注意力机制,通过重新分配注意力权重来反映序列随机变量之间的相互关系。然后,通过数学推导,得到响应值与随机变量之间的显式函数关系,并使用一次二阶矩法计算可靠度。最后,构建了三级行星齿轮三维有限元模型,研究了在不同影响因素作用下齿轮的破坏过程和强度退化速度。结果表明:模型的拟合均方根误差保持在0.036以下,表明该模型对于高度非线性和数据之间有相关性的问题,具有一定的指导意义。

关键词：高度非线性变量相关性自注意力机制隐藏细胞状态长短期记忆神经网络行星齿轮

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多重声学超材料转子动力学及带隙特性

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噪声与振动控制 2023年第6期43卷 16-23页

作者：吕永帅许琦刘子良姚红良闻邦椿沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 沈阳理工大学机械工程学院沈阳110159 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为探究利用多重声学超材料抑制转子系统振动的机理,理论研究多重超材料转子结构的动力学行为及带隙特性。建立多重超材料转子的振动微分方程;分别采用假设振型法和有限元法对模型进行离散和验证;基于无限超材料假设,推导出多重超材料转... 详细信息

为探究利用多重声学超材料抑制转子系统振动的机理,理论研究多重超材料转子结构的动力学行为及带隙特性。建立多重超材料转子的振动微分方程;分别采用假设振型法和有限元法对模型进行离散和验证;基于无限超材料假设,推导出多重超材料转子带隙的表达式;利用谐波平衡法和特征值理论对振动方程进行求解,获得多重超材料转子稳态与瞬态动力学行为及带隙特性,并分析超材料参数对转子动力学行为及带隙特性的影响。结果表明,多重超材料转子结构形成以局域共振单元固有频率为近似中心频率的多个单独的、具有移频特性的带隙;超材料的阻尼降低结构共振区的幅值,并将单独的带隙连接到一起,扩大带隙范围。多重声学超材料可以实现转子系统稳态与瞬态振动抑制。

关键词：振动与波转子多重声学超材料局域共振带隙假设振型法谐波平衡法

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考虑时变压力分布的带缘板阻尼的榫连叶片的建模方法及动力学分析与实验研究

考虑时变压力分布的带缘板阻尼的榫连叶片的建模方法及动力学分析...

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：张浩岩李朝峰贾体昌唐敬虎东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

为了使带摩擦接触界面叶片的动力学特性分析更符合实际,本文采用静力学分析方法计算了叶片接触面的压力特征,搭建了带缘板阻尼的榫连叶片实验装置,通过压敏试纸得到叶片接触界面的静态压力分布特征并验证了压力特征的准确性。叶片接触... 详细信息

为了使带摩擦接触界面叶片的动力学特性分析更符合实际,本文采用静力学分析方法计算了叶片接触面的压力特征,搭建了带缘板阻尼的榫连叶片实验装置,通过压敏试纸得到叶片接触界面的静态压力分布特征并验证了压力特征的准确性。叶片接触界面之间的非线性摩擦界面采用三维摩擦接触单元进行描述。基于静态压力分布,推导出叶片接触界面的时变动态压力公式。通过实体单元建立了带缘板阻尼的榫连叶片模型,随后构建叶片的动力学方程,基于本文提出一种针对接触面上节点排序的方法,依据实验验证了模型的正确性。进一步分析了这种压力分布对接触界面的接触特性的影响,以及对叶片动力学的影响。

关键词：接触界面压力分布动力学摩擦非线性

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具有频率-应变依赖性的碳纤维增强复合材料的非线性动力学分析：实验与理论研究

具有频率-应变依赖性的碳纤维增强复合材料的非线性动力学分析：...

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第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2023）

作者：刘晓峰孙伟东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

为了研究碳纤维增强复合材料非线性的材料性质及其对结构振动特性的影响,本文进行了相应的实验测试和理论仿真。首先,本文以3种碳纤维单向复合材料梁为被测试件,搭建了一种基于共振法的振动测试系统并测试了碳纤维增强复合材料的频率依... 详细信息

为了研究碳纤维增强复合材料非线性的材料性质及其对结构振动特性的影响,本文进行了相应的实验测试和理论仿真。首先,本文以3种碳纤维单向复合材料梁为被测试件,搭建了一种基于共振法的振动测试系统并测试了碳纤维增强复合材料的频率依赖性和应变依赖性。该测试捕捉了碳纤维增强复合材料在振动载荷下相关力学参数随频率和应变的变化。通过试验数据处理和数值拟合获取的复合材料相关力学参数的频率-应变依赖性曲面以及表达式从数值上呈现了该材料的非线性材料性质。之后,将获得的这些频率-应变依赖性表达式引入到两块具有不同纤维交替铺设模式的碳纤维增强复合材料板的数值模型中。复合材料板的固有特性以及振动响应的数值分析结果与相应的实验测试结果的比较验证了描述这两种依赖特征的表达式的正确性和适用性。显然,借助于实验明确碳纤维增强复合材料的力学参数随频率和应变变化的规律,对碳纤维增强复合结构的设计具有指导意义。

关键词：碳纤维增强复合材料频率依赖性应变依赖性非线性半解析建模

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角偏移的不确定性对主轴系统中角接触球轴承疲劳寿命的影响

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机械强度 2021年第3期43卷 731-741页

作者：张盟奇杜东旭谢里阳张宇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与控制教育部重点实验室沈阳110819 沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168

研究在非理想安装条件下,轴承角偏移对主轴系统中轴承疲劳寿命的影响。为实现这一目的,首先介绍多轴承-主轴系统的分析模型,提出多自由度系统模型的求解方法,并对系统模型的有效性进行验证;其次,以四轴承-主轴系统为研究对象,考虑角偏... 详细信息

研究在非理想安装条件下,轴承角偏移对主轴系统中轴承疲劳寿命的影响。为实现这一目的,首先介绍多轴承-主轴系统的分析模型,提出多自由度系统模型的求解方法,并对系统模型的有效性进行验证;其次,以四轴承-主轴系统为研究对象,考虑角偏移的不确定性,假设角偏移符合正态分布,基于系统模型分析不同主轴转速条件下,不同角偏移值时轴承内滚动体的接触力分布;最后,基于寿命理论,计算各轴承的疲劳寿命。结果表明:角偏移的不确定性可导致轴承寿命的显著分散性;对于系统中的预紧轴承,无角偏移时的疲劳寿命是角偏移存在条件下疲劳寿命的上限。随着主轴转速的降低,无角偏移时的轴承寿命与存在角偏移时的轴承寿命最小值的差异变得更大。

关键词：角偏移角接触球轴承多轴承-主轴系统疲劳寿命

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热环境下纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳的强迫振动响应

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复合材料学报 2020年第2期37卷 382-389页

作者：李晖吕海宇李则霖周娜闻邦椿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

研究了热环境下纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳强迫振动响应的理论求解方法。考虑了基础激励载荷的影响,并依托板壳理论、复弹性模量等方法,在确立了受热后材料与结构的本构关系、物理方程及能量方程基础上,建立了该类型纤维增强树脂复合... 详细信息

研究了热环境下纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳强迫振动响应的理论求解方法。考虑了基础激励载荷的影响,并依托板壳理论、复弹性模量等方法,在确立了受热后材料与结构的本构关系、物理方程及能量方程基础上,建立了该类型纤维增强树脂复合薄壁圆柱壳在热环境下的理论模型。利用双向梁函数法表示振型函数,在引入比例阻尼的基础上,通过Ritz法和振型叠加法成功求解获得了频域振动响应。以TC300碳纤维/环氧树脂复合薄壁圆柱壳为研究对象,测试获得前3阶振动响应曲线。研究发现,相对于测试获得的前3阶共振响应结果,理论计算获得的共振响应误差最大不超过14.8%,验证了所提出的分析方法的正确性和有效性。

关键词：纤维增强复合薄壁圆柱壳强迫振动频域响应基础激励

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约束边界和销轴简化对液压支架强度影响

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哈尔滨工业大学学报 2021年第1期53卷 78-86页

作者：韩晨怡倪凯旋马辉王海林君哲东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 航空动力装备振动及控制教育部重点试验室(东北大学) 沈阳110819 三一重型装备有限公司沈阳110027

为准确分析液压支架在顶梁扭转加载试验时的强度特性,以ZY6800/08/18D型液压支架为研究对象,采用整机建模的方式,建立了液压支架的三维实体有限元模型.根据液压支架试验的测试结果,选取仿真模型上的测点位置,分析对比顶梁和底座在8种不... 详细信息

为准确分析液压支架在顶梁扭转加载试验时的强度特性,以ZY6800/08/18D型液压支架为研究对象,采用整机建模的方式,建立了液压支架的三维实体有限元模型.根据液压支架试验的测试结果,选取仿真模型上的测点位置,分析对比顶梁和底座在8种不同的约束边界条件下,液压支架的应力分布情况,同时分析带摩擦的接触边界条件下底座和平台的接触应力分布及接触状态,指出顶梁扭转加载时的载荷不对称导致的底座不完全接触的现象.在不改变顶梁和底座约束边界的条件下,分析4种销轴连接简化方法对液压支架整体应力分布的影响.对比仿真结果与测试结果,分别评估各种边界条件和不同销轴连接简化方法的准确性,以及对仿真效率的影响.结果表明,液压支架的顶梁边界选择固定支撑,底座边界选择与工作台摩擦接触,保留销轴并将销轴与轴孔绑定接触得到的仿真结果最接近试验结果,且有较高的计算效率.研究结果可为液压支架设计过程中准确预估应力分布提供依据和参考.

关键词：液压支架强度特性有限元约束边界销轴简化

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螺栓连接防自松紧固可靠性分析

螺栓连接防自松紧固可靠性分析

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：郑智群苗兴琳黄贤振丁鹏飞东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

在无外载荷的作用下,螺栓连接的预紧力在拧紧过程完成后会由于自松动而减小。螺栓连接的自松动会导致连接部件之间接触不稳定,影响机械设备的整体性能。本文提出了一种考虑预紧力、摩擦系数和材料特性不确定性的螺栓连接紧固可靠性分析... 详细信息

在无外载荷的作用下,螺栓连接的预紧力在拧紧过程完成后会由于自松动而减小。螺栓连接的自松动会导致连接部件之间接触不稳定,影响机械设备的整体性能。本文提出了一种考虑预紧力、摩擦系数和材料特性不确定性的螺栓连接紧固可靠性分析方法。采用有限元方法研究了弹性条件下螺栓连接的自松动行为。为了提高计算效率,在有限元模型的基础上建立了元模型。此外,采用蒙特卡罗模拟(MCS)方法计算了螺栓连接的紧固可靠性。最后,给出了紧固可靠性计算的实际应用,

关键词：可靠性计算可靠性分析预紧力

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