检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2020年第3期33卷 517-524页

作者：李坤曾劲于明月马辉柴清东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

提出了一种利用Chebyshev多项式代理模型来分析螺栓连接带法兰-圆柱壳结构频响函数不确定性的区间分析法。首先,利用8节点退化壳单元,通过有限元方法建立了带法兰-圆柱壳结构的动力学模型,从而求解系统的频响函数,并与实验测试的频响函... 详细信息

提出了一种利用Chebyshev多项式代理模型来分析螺栓连接带法兰-圆柱壳结构频响函数不确定性的区间分析法。首先,利用8节点退化壳单元,通过有限元方法建立了带法兰-圆柱壳结构的动力学模型,从而求解系统的频响函数,并与实验测试的频响函数进行对比,验证了所建模型的有效性。然后,基于区间分析法建立了含区间参数的频响函数Chebyshev多项式代理模型。最后,考虑法兰处螺栓连接刚度不确定性,得到了单方向和多方向的连接刚度存在不确定性时的频响函数区间范围,并通过Monte-Carlo抽样法进行了验证。研究结果表明:Chebyshev多项式代理模型具有较高的求解精度和计算效率,轴向连接刚度不确定性对系统的频响函数影响最大;螺栓连接刚度不确定性主要导致频响函数在系统第1阶和第3阶固有频率处形成较宽的共振带。

关键词：圆柱壳连接刚度不确定性区间分析法频响函数

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极低压下两相流挤压油膜阻尼器油膜参数特性

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航空动力学报 2020年第3期35卷 560-568页

作者：张微王浩洁丁千马辉沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110000 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 天津大学机械工程学院力学系天津300350 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

针对极低供油压力工况开展实验研究,以考察气液两相流对挤压油膜阻尼器(SFD)油膜参数特性的影响。结果表明:当SFD入口气体体积分数小于0.9时,油膜阻尼随着入口气体体积分数的增加而减小,直至气体体积分数增大到0.9时,油膜阻尼是纯油状... 详细信息

针对极低供油压力工况开展实验研究,以考察气液两相流对挤压油膜阻尼器(SFD)油膜参数特性的影响。结果表明:当SFD入口气体体积分数小于0.9时,油膜阻尼随着入口气体体积分数的增加而减小,直至气体体积分数增大到0.9时,油膜阻尼是纯油状态时阻尼的60%;当气体体积分数大于0.9时,油膜阻尼大幅减小至几乎可以忽略不计。现有理论模型并不适用于极低供油压力工况。基于实验结果,找到了最符合SFD两相流动的等效黏度模型,其理论预测的油膜阻尼与不同供油压力下的实验数据吻合较好,为SFD两相流研究的模型选择提供了依据。

关键词：挤压油膜阻尼器两相流供油压力周期激励脉冲激励

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航空发动机转子系统动力学相似模型试验研究

航空发动机转子系统动力学相似模型试验研究

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：李雷罗忠吴法勇周吉来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东北大学佛山研究生创新学院中国航发沈阳发动机研究所

航空发动机转子系统的振动试验存在周期长、风险大、成本高等困难,动力学相似理论以缩比相似模型复现全尺寸原型的动力学特性,并已经广泛应用于大型结构的振动试验中。然而,对于复杂转子系统的畸变相似预测仍存在预测精度不足的问题。... 详细信息

航空发动机转子系统的振动试验存在周期长、风险大、成本高等困难,动力学相似理论以缩比相似模型复现全尺寸原型的动力学特性,并已经广泛应用于大型结构的振动试验中。然而,对于复杂转子系统的畸变相似预测仍存在预测精度不足的问题。针对螺栓连接参数与转子尺寸参数的全部物理关系尚不明确,从而难以推导螺栓连接转子的相似关系问题,提出了基于子结构广义方程的螺栓连接转子系统相似方法,通过风扇段转子和内外双转子验证了所提方法的有效性。针对现有相似方法对于畸变相似情况预测精度不足的问题,提出了变幂数畸变相似方法,实现以不同的幂数预测对不同畸变程度的原型进行自适应预测,与现有方法相比大幅提高了预测精度。进一步开展了转子系统动力学相似设计方法的实际应用研究,实现了以风扇段转子模型试验器预测整机中风扇段的振动特性,验证了所提相似设计方法在实际工程中的有效性,可为航空发动机转子系统的缩比模型试验提供理论方法与技术支撑。

关键词：航空发动机转子系统动力学相似螺栓连接模型试验

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偏心影响的电主轴磁-热耦合振动特性研究

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机械设计与制造 2025年第5期 177-181页

作者：王展祁登红王子男张珂沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

转子偏心会引起电主轴离心力和磁拉力变化,是导致电主轴振动的主要因素之一,进而影响数控机床的加工精度。因此开展了转子偏心影响下电主轴单元多场耦合振动特性的研究,首先利用有限元法建立电主轴的磁场模型和温度场模型,然后仿真分析... 详细信息

转子偏心会引起电主轴离心力和磁拉力变化,是导致电主轴振动的主要因素之一,进而影响数控机床的加工精度。因此开展了转子偏心影响下电主轴单元多场耦合振动特性的研究,首先利用有限元法建立电主轴的磁场模型和温度场模型,然后仿真分析转子偏心下磁场、转子温升的变化情况以及多场耦合下电主轴振动特性。最后搭建电主轴振动测试试验台对电主轴转子偏心影响下的振动性能进行对比测试,结果表明随着偏心量的增加电主轴的磁密、温升和振幅会逐渐升高,仿真结果和实验的结果相差9%,误差较小,为研究不同故障影响下电主轴多场耦合的动态性能奠定一定的理论基础。

关键词：电主轴磁-热耦合转子偏心振动

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真空干泵内稀薄气体跨流态输运过程的耦合计算方法研究

真空干泵内稀薄气体跨流态输运过程的耦合计算方法研究

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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：王桂鹏王晓明刘鑫宇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真空科技与航天工程研究中心东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

随着计算流体力学的发展,数值计算方法已经广泛应用于真空泵的设计开发。真空干泵抽气过程中,泵腔内通道气体输运常跨域多种流态,甚至有的泵内气体跨越分子流、过渡流、连续流等三种流态,不同流态的计算方法差异大。在泵的吸排气口、腔... 详细信息

随着计算流体力学的发展,数值计算方法已经广泛应用于真空泵的设计开发。真空干泵抽气过程中,泵腔内通道气体输运常跨域多种流态,甚至有的泵内气体跨越分子流、过渡流、连续流等三种流态,不同流态的计算方法差异大。在泵的吸排气口、腔体等连续流区域使用计算流体力学(CFD)方法进行分析;在间隙通道等非连续流区域,CFD无法准确捕捉间隙泄漏、流动滑移、温度跳跃等现象,考虑引入过渡流领域的直接模拟蒙特卡洛方法(DSMC)方法进行粒子统计分析。但是由于真空干泵内转子的高速运转,连续流与非连续流的边界持续、快速发生变化。现有的DSMC和CFD计算方法,均不能对真空干泵内的稀薄气体流动过程进行准确分析,导致理论计算结果与试验结果存在较大差异,尤其是在不同流域的边界地带,数据流传递机制不清晰,无法进行连续分析计算。本研究提出了一种应用于真空泵内实现CFD方法与DSMC方法进行耦合计算的方法,对计算区域进行模糊分区,实现对不同流态的模糊重叠区和边界区进行迭代计算。兼顾数值计算效率与精度,根据数值残差选择不同的松弛迭代算法,完成宏观物理量与微观粒子统计量的转换,实现不同流态信息在过渡区域进行状态耦合,完成真空干泵内流动的连续计算,建立真空干泵内稀薄气体跨流态输运理论。本研究提出的应用于真空干泵的耦合计算方法为探索稀薄气体的跨流态输运过程和建立真空干泵的输运理论提供了一种解决方法,同时为真空干泵的设计提供理论支撑。

关键词：真空干泵稀薄气体输运过渡流耦合计算设计理论

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转子系统畸变动力学相似方法与模型试验研究

转子系统畸变动力学相似方法与模型试验研究

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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：李雷罗忠吴法勇葛向东孙凯周吉来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东北大学佛山研究生创新学院中国航发沈阳发动机研究所

大型转子系统的振动试验存在周期长、风险大、成本高等困难,动力学相似理论以缩比相似模型复现全尺寸原型的动力学特性,并已经广泛应用于大型结构的振动试验中。然而,对于复杂转子系统的畸变相似预测仍存在预测精度不足的问题。针对实... 详细信息

大型转子系统的振动试验存在周期长、风险大、成本高等困难,动力学相似理论以缩比相似模型复现全尺寸原型的动力学特性,并已经广泛应用于大型结构的振动试验中。然而,对于复杂转子系统的畸变相似预测仍存在预测精度不足的问题。针对实际工程中重力加速度无法缩比导致相似关系推导出现矛盾的问题,建立了考虑重力加速度的转子系统相似关系,实现了相似复现反演过程中原型与模型的振动响应、转速均保持一致,确定了以45#钢预测钛合金的相似关系,进一步降低了试验成本与试验难度。针对现有相似方法对于畸变相似情况预测精度不足的问题,提出了变幂数畸变相似方法,基于全微分理论、敏感性分析推导得到了考虑耦合效应的幂数,实现以不同的幂数预测对不同畸变程度的原型进行自适应预测。所提方法预测的临界转速、振动响应与现有相似方法进行了对比。结果表明,所提方法提高了临界转速与振动响应的预测精度,可为航空发动机转子系统的缩比模型试验提供理论方法与技术支撑。

关键词：转子系统模型试验畸变相似临界转速振动响应

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超声振动对激光熔覆过程应变场的影响研究(特邀)

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红外与激光工程 2024年第11期53卷 78-90,I0002,I0004页

作者：姚喆赫杨诗轩祝毅金志扬王发博杨华勇姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院浙江杭州310023 高端激光制造装备省部共建协同创新中心浙江杭州310023 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室浙江杭州310027

激光熔覆凭借其热影响区小、组织致密、结合强度高等优点,广泛应用于航空、动力、冶金等领域。然而,由于熔覆过程剧烈的加热和冷却,产生的不均匀应变易导致残余拉应力。超声振动在加强熔池流动、降低温度梯度以及均匀组织分布等方面具... 详细信息

激光熔覆凭借其热影响区小、组织致密、结合强度高等优点,广泛应用于航空、动力、冶金等领域。然而,由于熔覆过程剧烈的加热和冷却,产生的不均匀应变易导致残余拉应力。超声振动在加强熔池流动、降低温度梯度以及均匀组织分布等方面具有显著效果,有望减小并均匀化应变场,为此文中在316L不锈钢基板上开展了超声辅助激光送丝熔覆试验,研究超声对熔覆过程应变场的影响。为表征超声辅助激光熔覆过程中的应变场变化情况,引入数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC),并基于其误差来源提出了优化的散斑质量评价指标,制备了适用于观测激光熔覆过程应变分布的高温散斑;采用高速相机对熔覆过程进行原位观测与DIC分析,并对比有无超声振动时的应变分布情况,阐明了超声振动对激光熔覆过程的应变场影响规律。结果表明:超声振动能显著均匀化应变集中区域并减小应变峰值。沿垂直熔覆层方向最大应变值由0.0167降至0.0094,降低了43.47%,同时距熔覆层1 mm处P_(1)点在整个熔覆过程的x、y方向应变峰值降低幅度可达30.15%。超声振动对应变场的作用效果随超声功率的增加而愈加显著。超声作用下熔池表面出现明显波动,熔池流动加剧,熔覆层内颗粒状析出相得到抑制。文中研究结果为激光熔覆过程应变实时监测提供了方法参考,并为高质量激光熔覆成形提供技术支撑。

关键词：激光熔覆超声振动数字图像相关应变场

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具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性分析

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振动工程学报 2020年第2期33卷 247-255页

作者：李晖吴怀帅吕海宇李则霖官忠伟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 利物浦大学工程学院利物浦L693GQUK

基于复指数法分析了具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼问题。首先,考虑热环境对纤维增强复合材料弹性模量的非线性影响,使用复指数法建立了复合薄板的阻尼模型,并实现了非线性阻尼和固有频率的理论求解。然后,结合不同温度... 详细信息

基于复指数法分析了具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼问题。首先,考虑热环境对纤维增强复合材料弹性模量的非线性影响,使用复指数法建立了复合薄板的阻尼模型,并实现了非线性阻尼和固有频率的理论求解。然后,结合不同温度下的实验测试结果,构造了各阶固有频率的相对误差函数,并基于迭代和拟合技术,描述了模型中拟合系数的确定方法。最后,以TC500碳纤维/YD127环氧树脂基复合薄板为研究对象,开展了实例测试和验证研究。结果表明,基于复指数法分析获得的复合薄板在20,50和150℃三个温度下的前6阶模态阻尼比和固有频率的最大计算误差不超过9.33%,从而验证了该分析方法的正确性。另外,研究发现该类型复合结构的阻尼比随着温度的升高呈现增大的趋势,但随着模态阶次的升高,其高阶阻尼比对温度的敏感性降低。

关键词：非线性阻尼纤维增强复合薄板复指数法热环境温度依赖性

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双联金属毡卡箍非线性力学参数辨识研究

双联金属毡卡箍非线性力学参数辨识研究

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第五届全国连接结构动力学学术研讨会

作者：汪博徐昆鹏石岩徐成刘怡成何亮文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中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司西北工业大学

卡箍是航空发动机管路的重要固定及支撑结构,有单联卡箍和双联卡箍之分。由于管路排布密集交错,无法保证每根管路都能安装有固定支架的单联卡箍,因此发动机中的卡箍80%为双联卡箍。在非固定的安装边界、交变的激励环境及管路油液等因素... 详细信息

卡箍是航空发动机管路的重要固定及支撑结构,有单联卡箍和双联卡箍之分。由于管路排布密集交错,无法保证每根管路都能安装有固定支架的单联卡箍,因此发动机中的卡箍80%为双联卡箍。在非固定的安装边界、交变的激励环境及管路油液等因素的影响下,双联卡箍的服役工况更为复杂。研究表明卡箍的固有频率在服役过程中随激励幅值的增大而会出现明显的降低,即"软式非线性"现象显著,给管路系统的避振及振动控制带来了很大困难。因此对使用量占比高的双联卡箍进行非线性力学特性的定量化描述研究,对管路系统动力学响应预估及振动抑制都具有重要的理论意义及工程价值。本文以某型号双联金属毡卡箍为研究对象,开展了双联金属毡卡箍非线性力学参数辨识研究。基于有限元法建立了包含卡箍非线性力学参数的管路-卡箍系统辨识模型,以系统固有特性及动力学响应为优化目标,基于Pareto多目标遗传算法辨识出双联卡箍非线性动刚度及激励方向的非线性动态阻尼系数。并将辨识出的卡箍非线性力学参数代入管路-卡箍系统动力学方程中,与实验对比分析得到系统固有频率误差不超过2.45%,管路系统振动加速度响应误差不超过3.35%。

关键词：航空发动机管路双联金属毡卡箍非线性力学参数表征模型

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单-双联卡箍管路系统建模及动力学特性分析

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振动与冲击 2020年第19期39卷 114-120页

作者：柴清东付强马辉韩清凯张大志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 东北大学理学院力学实验中心沈阳110819

以航空发动机中的双联卡箍为研究对象,采用线性弹簧对其进行离散化等效处理。通过刚度测试装置获得双联卡箍的角刚度和部分线刚度;基于铁木辛柯梁理论建立两端固支条件下的双联卡箍管路系统的动力学模型,采用遗传算法结合模态试验搜索... 详细信息

以航空发动机中的双联卡箍为研究对象,采用线性弹簧对其进行离散化等效处理。通过刚度测试装置获得双联卡箍的角刚度和部分线刚度;基于铁木辛柯梁理论建立两端固支条件下的双联卡箍管路系统的动力学模型,采用遗传算法结合模态试验搜索未能测定的双联卡箍刚度,其中仿真与试验固有频率误差不超过4.46%,两者频响函数吻合较好。在获得双联卡箍刚度的基础上,建立了单-双联卡箍管路系统的动力学模型,并通过锤击试验验证了模型的有效性,仿真与试验固有频率误差不超过3.86%,各阶振型对比较好,单-双联卡箍管路系统的动力学模型可用于卡箍管路系统振动特性分析工程实际之中。

关键词：双联卡箍管路试验测试有限元固有频率频响函数

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