检索结果-内蒙古大学图书馆

中国真空学会2023学术年会、第十六届国际真空科学与工程应用学术会议（VSEA-16）

作者：刘鑫宇王桂鹏王晓明谢元华巴要帅刘坤巴德纯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

高真空干泵是一种高转速、微型化、一体化的新型干泵,可直排大气并获得较高真空度。高真空干泵主要由牵引级和旋涡级组成。其中,牵引级对高真空段的压缩比提升效果明显,是保证高真空干泵抽气性能指标的重要组成部分。转子与定子的间隙... 详细信息

高真空干泵是一种高转速、微型化、一体化的新型干泵,可直排大气并获得较高真空度。高真空干泵主要由牵引级和旋涡级组成。其中,牵引级对高真空段的压缩比提升效果明显,是保证高真空干泵抽气性能指标的重要组成部分。转子与定子的间隙直接影响泵的抽气性能,间隙过大极限真空度降低,间隙过小时受定、转子形变和动力学因素影响,极易导致泵出现卡死故障。为实现对牵引级转子间隙的合理设计,本文对高真空干泵牵引级进行有限元分析,重点对离心变形与热变形进行讨论,通过施加惯性载荷与轴承参数计算转子离心变形,采用热-固耦合模拟计算转子热变形,研究高真空干泵定、转子运转态下的间隙分布变化规律。转子在高速转动时,由于轴承自身的振动特性,转子部件会发生轴向和径向跳动,分析轴承的时变轴承刚度与时变油膜阻尼振动特性。研究结果表明,当10L真空腔体被抽取到10-2Pa时,最高气体工作温度为70°C,计算得到不同压力下的对流换热系数,分析得到转子最大变形量为0.277mm,其中轴向变形为0.270mm,径向变形为0.091mm。随着轴承性能衰减,振动幅值增加,轴承性能衰减前,转子径向最大振动幅值为0.0277mm。本文提出了分析高真空干泵牵引级转子的形变及轴系部件跳动的研究方法,为高真空干泵牵引级定、转子间间隙选取提供设计依据。

关键词：高真空干泵牵引级多物理场转子变形振动特性

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基于全周动态接触模型的深沟球轴承承载能力研究

基于全周动态接触模型的深沟球轴承承载能力研究

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：刘铭汪博邹京文魏行霄徐昆鹏韩清凯东北大学机械工程与自动化学院东北大学佛山研究生创新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

深沟球轴承凭借其较小的摩擦阻力、较高转速以及可以承受单独或联合负载等特点,被广泛应用于各种机械当中。但由于内、外圈滚道表面在加工制造过程中会产生一种介于宏观和微观之间名为波纹度的几何误差,轴承按标准制造合套后仍会出现振... 详细信息

深沟球轴承凭借其较小的摩擦阻力、较高转速以及可以承受单独或联合负载等特点,被广泛应用于各种机械当中。但由于内、外圈滚道表面在加工制造过程中会产生一种介于宏观和微观之间名为波纹度的几何误差,轴承按标准制造合套后仍会出现振动值高,甚至产生异音等现象。为了降低甚至消除这些现象,国内、

关键词：深沟球轴承波纹度接触模型承载能力

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硬涂层整体叶盘叶片裂纹失谐辨识及叶片基体裂纹参数判定方法

硬涂层整体叶盘叶片裂纹失谐辨识及叶片基体裂纹参数判定方法

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第十五届全国结构振动与动力学学术研讨会暨第三届全国冲击及防护工程学术研讨会

作者：徐昆鹏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

为了辨识硬涂层叶盘的叶片裂纹失谐并分析其影响因素,本文提出了一种基于修正的构件模态失谐降阶模型的叶片裂纹刚度失谐辨识方法,该方法能够一次性完成涂层叶盘所有叶片的裂纹失谐辨识。在验证了该辨识方法的合理性后,进行了叶片裂纹... 详细信息

为了辨识硬涂层叶盘的叶片裂纹失谐并分析其影响因素,本文提出了一种基于修正的构件模态失谐降阶模型的叶片裂纹刚度失谐辨识方法,该方法能够一次性完成涂层叶盘所有叶片的裂纹失谐辨识。在验证了该辨识方法的合理性后,进行了叶片裂纹失谐的影响因素分析。影响因素包括:涂层叶片上的裂纹发生的部位(裂纹仅发生在涂层上或仅发生在叶片基体上或同时发生在涂层和叶片基体上)、裂纹长度、叶盘径向上裂纹位置(中心距)以及用于失谐辨识计算的涂层叶盘的模态数据类型(不同模态族的模态数据)。通过以上分析可以获得叶片裂纹失谐随各影响因素改变的规律。进一步,根据提出的叶片裂纹失谐辨识方法和获得的叶片裂纹失谐规律,提出了一种以叶片基体裂纹引起的刚度失谐作为参考量的叶片基体裂纹参数(包括裂纹尺寸和中心距)判定方法和流程。首先,建立对应于不同模态族数据的叶片基体裂纹刚度失谐基础数据库;然后,对被检测涂层叶盘在不同模态族数据下的叶片基体裂纹失谐进行辨识;最后,将辨识后叶片基体裂纹失谐与裂纹失谐基础数据库进行匹配来完成裂纹参数判定。为了验证该判定方法的有效性,分别对数值模型和实际结构进行了叶片基体裂纹参数判定。

关键词：整体叶盘裂纹失谐失谐辨识裂纹参数判定

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考虑结合部粘滞-滑移-分离特性的失谐螺栓连接复合材料板非线性振动建模与分析

考虑结合部粘滞-滑移-分离特性的失谐螺栓连接复合材料板非线性振...

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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：刘宏浩孙伟东北大学机械工程与自动化学院航空动力装备振动与控制教育部重点实验室

提出了一种考虑螺栓结合部粘滞-滑移-分离特性的用于研究失谐螺栓连接复合材料板结构非线性振动特性的半解析模型。首先,基于经典层合板理论推导了复合材料板的能量表达式,采用正交多项式来模拟螺栓连接复合材料板的位移方程,并利用拉... 详细信息

提出了一种考虑螺栓结合部粘滞-滑移-分离特性的用于研究失谐螺栓连接复合材料板结构非线性振动特性的半解析模型。首先,基于经典层合板理论推导了复合材料板的能量表达式,采用正交多项式来模拟螺栓连接复合材料板的位移方程,并利用拉格朗日方程推导出结构的运动方程。对于螺栓连接,提出了一种新的考虑法向和切向非线性特征的螺栓结合部模型。其中在轴向采用双线性刚度人工弹簧,在切向方向上采用修正的离散Iwan模型。具体地,根据螺栓结合面上的压力分布特征进行划分,确定各Jenkins单元的屈服力,并引入适应实际螺栓结构和振动过程的剩余刚度弹簧、摩擦角和剩余法向接触力。通过设置不同的螺栓模型参数,可实现对结构失谐状态的模拟。之后,通过模态实验、非线性振动实验测试和有限元分析验证了该模型的正确性。最后,研究了预紧力失谐和表面状态失谐对螺栓连接复合材料板结构振动性能的影响。此外,从连接状态变化的角度揭示了失谐螺栓连接复合材料板结构刚度软化和阻尼变大非线性现象的机理。

关键词：失谐螺栓连接螺栓结合部粘滞-滑移-分离特性复合材料板非线性振动响应

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基于非均匀游隙的角接触球轴承承载能力研究

基于非均匀游隙的角接触球轴承承载能力研究

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：汪博刘旭程旭周昊徐昆鹏东北大学佛山研究生创新学院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

游隙过大,会引起轴承内部承载区域减小,使滚动体与套圈产生弹性变形,接触面应力增大,造成轴承寿命缩短和轴承旋转精度降低,产生径向圆跳动,从而引起振动和噪声;游隙过小容易造成摩擦发热增大,温升提高,进而使有效游隙更小或过盈更大,导... 详细信息

游隙过大,会引起轴承内部承载区域减小,使滚动体与套圈产生弹性变形,接触面应力增大,造成轴承寿命缩短和轴承旋转精度降低,产生径向圆跳动,从而引起振动和噪声;游隙过小容易造成摩擦发热增大,温升提高,进而使有效游隙更小或过盈更大,导致摩擦和发热加剧。因此游隙的大小直接影响着轴承的服役性能和使用寿命,当轴承游隙发生变化时,

关键词：球轴承滚动体承载能力非均匀

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干式螺杆真空泵转子动力学特性对啮合间隙的影响分析

干式螺杆真空泵转子动力学特性对啮合间隙的影响分析

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中国真空学会2023学术年会、第十六届国际真空科学与工程应用学术会议（VSEA-16）

作者：林大兴王桂鹏倪伟明巴要帅谢元华刘坤巴德纯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

随着干式螺杆真空泵凭借抽速范围宽、结构简单紧凑、能耗低、无油污染等优点被广泛应用于半导体制备、航空航天、化工医药、光伏、大科学装置等领域。然而,在压力突变、流量骤变等极端工艺条件下,高速旋转的螺杆转子轴系受外部激励作用... 详细信息

随着干式螺杆真空泵凭借抽速范围宽、结构简单紧凑、能耗低、无油污染等优点被广泛应用于半导体制备、航空航天、化工医药、光伏、大科学装置等领域。然而,在压力突变、流量骤变等极端工艺条件下,高速旋转的螺杆转子轴系受外部激励作用,容易产生转子与泵腔刮蹭以及转子间隙消失的卡死问题。本文基于转子动力学基本定律,进行额定转速下螺杆转子的动力学仿真分析,对影响螺杆转子运行间隙的因素进行权重分析。研究结果表明:气体激励的减小、不平衡惯量的增大以及轴承刚度的增大,都会导致螺杆转子最大振动响应及最大径向变形量的增加。其中,轴承刚度对螺杆转子动力学变形的影响程度最大,气体激励次之,不平衡惯量最小;减小齿厚、增大内外径比及圆滑过渡均会使转子的最大振动响应及最大径向变形量减小,影响程度从大到小依次为减小齿厚、增大内外径和圆滑过渡;复变螺距螺杆转子中,等螺距部分径向变形量的振幅及转子表面的不均匀性波动相对稳定,变螺距部分反之,螺距突变部位转子径向变形量的振幅骤增且转子表面的不均匀性骤减。本文可为干式螺杆真空泵运行状态下的动力学特性的分析方法提供技术参考,分析结论为指导螺杆转子间隙分布设计提供支撑。

关键词：干式螺杆真空泵转子动力学权重分析模态分析谐响应分析

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考虑装配工艺的螺栓连接转子系统性能退化研究

考虑装配工艺的螺栓连接转子系统性能退化研究

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：石宝龙罗忠李雷罗永恒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

大量的螺栓连接将航空发动机转子系统各部件装配形成一个整体,装配过程中螺栓装配工艺直接影响螺栓预紧力衰减及进一步的连接刚度退化,导致整个转子振动性能退化且难以预测。因此,针对转子系统中的螺栓法兰连接结构,建立三维有限元精细... 详细信息

大量的螺栓连接将航空发动机转子系统各部件装配形成一个整体,装配过程中螺栓装配工艺直接影响螺栓预紧力衰减及进一步的连接刚度退化,导致整个转子振动性能退化且难以预测。因此,针对转子系统中的螺栓法兰连接结构,建立三维有限元精细化模型用以连接刚度退化分析,通过预紧力等关键装配参数验证模型有效性,并分析螺栓装配顺序对连接结构弯曲刚度和切向刚度退化机理的影响。进一步基于有限元法建立螺栓连接转子系统非线性动力学模型,研究螺栓装配顺序对转子系统幅频特性的影响规律,并精确预测因连接退化导致的转子系统振动特性变化,最后基于螺栓连接转子实验台开展试验验证理论分析的准确性。结果表明,连接结构弯曲刚度与切向刚度都随着所受载荷的增加发生不同程度的退化,退化原因与连接结合面的接触状态息息相关。螺栓同时拧紧和星形拧紧保证了预紧力的一致性与均匀性,其连接刚度明显高于顺序拧紧,使得转子系统临界转速较高,振动性能良好。进一步发现,切向刚度软化使得转子系统动力学特性复杂化,非线性增强。研究结果有助于为进一步提升螺栓连接转子系统动力学性能提供理参考。

关键词：螺栓连接转子装配工艺刚度退化振动特性

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基于螺旋等距面理论的螺杆真空泵转子间隙控制方法研究

基于螺旋等距面理论的螺杆真空泵转子间隙控制方法研究

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中国真空学会2023学术年会、第十六届国际真空科学与工程应用学术会议（VSEA-16）

作者：余华明王桂鹏孙浩谢元华巴要帅刘坤巴德纯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

螺杆真空泵性能优越,广泛应用于电子、光伏、医药化工和半导体等行业。随着产业技术升级,传统等螺距螺杆真空泵已无法适应需求,变螺距螺杆转子的优势逐渐显现。变螺距螺杆转子的内压缩过程使其气体输运过程变得复杂,间隙设计难度大,而... 详细信息

螺杆真空泵性能优越,广泛应用于电子、光伏、医药化工和半导体等行业。随着产业技术升级,传统等螺距螺杆真空泵已无法适应需求,变螺距螺杆转子的优势逐渐显现。变螺距螺杆转子的内压缩过程使其气体输运过程变得复杂,间隙设计难度大,而螺杆真空泵内间隙分布直接影响其抽气性能。本研究以变螺距螺杆真空泵转子为研究对象,基于绝热压缩过程计算螺杆真空泵工作过程中的热力学参数,以此为边界条件,通过热-固耦合分析计算转子极限工况下的形变量,确定出转子啮合间隙的极值。基于转子啮合间隙的分布和间隙的变化趋势,采用螺旋等距面方法计算得到辅助变距螺旋曲面。以辅助变距螺旋曲面作为转子精加工过程中的曲面,通过加工获得变螺距转子的工作间隙。本文以某型螺杆真空泵为研究对象,使用上述间隙设计方法对其进行优化,转子从吸气级到排气级间隙的分布为0.06mm、0.08mm、0.1mm和0.12mm,实现了螺杆转子间隙随导程的渐变设计及加工。试验结果表明,对比原始转子和优化转子,螺杆真空泵稳定运行后,极限压力性能提升5%-10%。本研究加工方法可为变螺距螺杆转子的加工及间隙设计提供一定的技术参考。

关键词：变螺距螺杆真空泵等距曲面加工修型间隙极限真空

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局部贴敷黏弹性阻尼层圆柱壳振动频率与阻尼有限元分析

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航空动力学报 2020年第6期35卷 1176-1185页

作者：陈中石孙伟东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学机械工程与自动化学院航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

在引入黏弹性材料复模量模型和考虑圆柱壳弹性边界的基础上,研发了有限元程序来解决考虑频率依赖性的复合圆柱壳振动频率与阻尼的非线性计算问题。创建了一种4节点24自由度复合壳单元来模拟局部贴敷黏弹性阻尼层圆柱壳的力学行为,推导... 详细信息

在引入黏弹性材料复模量模型和考虑圆柱壳弹性边界的基础上,研发了有限元程序来解决考虑频率依赖性的复合圆柱壳振动频率与阻尼的非线性计算问题。创建了一种4节点24自由度复合壳单元来模拟局部贴敷黏弹性阻尼层圆柱壳的力学行为,推导了单元的刚度及质量矩阵。提出由6个弹簧组组成的周向变刚度弹性约束模型来模拟圆柱壳底部的弹性边界条件。确定了复合圆柱壳的动力学有限元方程,并描述了用特征向量增值法求解其振动频率与阻尼的迭代计算过程。对贴敷ZN-1自由阻尼层圆柱壳进行了实例计算,结果表明:该算法的计算结果与实验测试值误差最大为3.69%,另外黏弹性材料的频率依赖性对复合结构固有频率影响小于0.01%,而对模态损耗因子影响最大为109.47%。

关键词：黏弹性阻尼层圆柱壳频率依赖性有限元分析振动频率与阻尼

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基于疲劳试验与数值分析方法的齿根裂纹扩展规律及寿命预测研究

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机械传动 2022年第2期46卷 1-6页

作者：张眸青方实年蒲春雷韩洪征马辉王明涛李旭东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 中冶华天工程技术有限公司江苏南京210019 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 东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

通过疲劳试验机对带有齿根裂纹故障的变位直齿轮进行疲劳试验,得到齿根裂纹扩展规律:齿根裂纹相对于齿根方向更易于沿着齿宽方向扩展,扩展速率呈现先慢后快的趋势。采用FRANC3D仿真模拟软件,对设置了相同初始裂纹的变位直齿轮齿根裂纹... 详细信息

通过疲劳试验机对带有齿根裂纹故障的变位直齿轮进行疲劳试验,得到齿根裂纹扩展规律:齿根裂纹相对于齿根方向更易于沿着齿宽方向扩展,扩展速率呈现先慢后快的趋势。采用FRANC3D仿真模拟软件,对设置了相同初始裂纹的变位直齿轮齿根裂纹进行了自动扩展分析研究,确定了裂纹扩展方向及路径。通过对比,模拟结果与试验结果是相吻合的,表明构造的仿真模型得到了疲劳试验的验证,证明了结论的可靠性。通过对齿根裂纹扩展路径及方向的研究,可以为齿轮的设计和制造提供可靠依据。在此基础上,探讨了裂纹扩展寿命的相关问题。

关键词：变位直齿轮齿根裂纹扩展疲劳试验数值模拟疲劳寿命

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