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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：姚剑飞国玉林杨丰宇乔保栋焦世文张泽良北京化工大学(机电工程学院高端压缩机及系统技术全国重点实验室发动机健康监控及网络化教育部重点实验室高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室) 中国航发贵阳发动机设计研究所中国航发沈阳发动机研究所

针对航空发动机转子振动精准抑制对转子装配和动平衡的需求,提出一种虑及配平效果和限制配重的双重筛选配平面选择方法,以转子系统的平衡效果为首次筛选目标,选出平衡效果较好的方案,再对比配平效果系数,得到配平效果较好同时配重较小... 详细信息

针对航空发动机转子振动精准抑制对转子装配和动平衡的需求,提出一种虑及配平效果和限制配重的双重筛选配平面选择方法,以转子系统的平衡效果为首次筛选目标,选出平衡效果较好的方案,再对比配平效果系数,得到配平效果较好同时配重较小的最佳配平面选择方案;提出一种虑及多转速状态的柔性转子动平衡双重优化方法,

关键词：动平衡多目标优化残余振动

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基于频域NARX模型的转子系统辨识方法

基于频域NARX模型的转子系统辨识方法

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：李玉奇罗忠石宝龙高屹朱云鹏东北大学机械工程与自动化学院东北大学佛山研究生院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室谢菲尔德大学自动控制与系统工程系

非线性有源自回归(NARX)模型在辨识过程中要求以随机激励作为输入信号,由于转子系统无法产生该信号,因此传统辨识方法不适用于此类系统。针对此问题,提出一种频域建模框架及对应的扫频辨识方法。通过快速傅里叶变换(FFT)得到系统扫频过... 详细信息

非线性有源自回归(NARX)模型在辨识过程中要求以随机激励作为输入信号,由于转子系统无法产生该信号,因此传统辨识方法不适用于此类系统。针对此问题,提出一种频域建模框架及对应的扫频辨识方法。通过快速傅里叶变换(FFT)得到系统扫频过程中全部时域响应的频谱,提取关键频率成分对应的频域数据,并组建频域模型框架下的候选模型项库,引入基于预测残差平方和的正交向前回归(PRESS-based OFR)算法完成模型项选取。通过简单转子系统数学模型得到的仿真数据及转子实验台得到的真实数据验证所提出建模方法的有效性和适用性。同时,也通过上述两个案例探讨了扫频过程中引入不同的频率成分信息对预测精度的影响。结果表明采用频域数据得到的模型结构和对应的系数能准确预测系统时域响应,丰富的频域数据信息有利于得到更准确的模型,模型推导流程如图1所示。提出的方法为谐波激励系统的建模和动力学特性分析提供了新思路。

关键词：频域NARX模型系统辨识转子系统谐波激励

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螺距误差下的螺纹副应力分布及其对装配预紧力的影响研究

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机械工程学报 2021年第17期57卷 132-148页

作者：张伟刘阳侯博文陈德安孙伟韩啸大连理工大学机械工程学院大连116024 大连理工大学工程力学系大连116024

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用,螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化,其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布... 详细信息

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用,螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化,其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布产生影响,使螺栓拧紧过程中的扭矩与预紧力关系也随之发生变化。针对上述现象,以M10螺栓连接为例,建立了考虑螺距误差下的螺牙啮合理论模型,揭示了应力重分布的产生机理;建立了全参数化的螺栓拧紧过程三维有限元模型,分析了不同的螺距误差分布模式对螺纹副应力、端面应力以及螺栓装配预紧力的影响规律,并通过对内外螺距的选配实现了螺纹副应力均匀分布。最后,通过单螺栓拧紧实验建立了螺距误差与螺纹摩擦扭矩、端面摩擦扭矩以及螺栓预紧力的关联关系,验证了仿真模型以及上述理论的准确性。

关键词：螺距误差螺纹副应力分布预紧力

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基于双模激励原理的新型压电梁运输装置的设计及动力学特性分析

基于双模激励原理的新型压电梁运输装置的设计及动力学特性分析

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第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)

作者：朱斌斌李朝峰王睿东北大学机械工程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

本文设计了一种新型压电梁运输装置并对其在物料运输过程中的动力学特性进行分析。将贴有压电片的弹性固支梁作为运输的驱动机构,基于Euler-Bernoulli梁理论和Lagrange方程并采用Chebyshev多项式作为位移容许函数建立其理论模型。首先,... 详细信息

本文设计了一种新型压电梁运输装置并对其在物料运输过程中的动力学特性进行分析。将贴有压电片的弹性固支梁作为运输的驱动机构,基于Euler-Bernoulli梁理论和Lagrange方程并采用Chebyshev多项式作为位移容许函数建立其理论模型。首先,利用ANSYS软件建立有限元模型,验证了模型的正确性并分析多项式项数对收敛性及准确性的影响。而后通过数值积分法进行响应仿真确定激励参数和压电片对行波生成的影响。最后搭建了实验测试平台,验证了此装置快速运输物料的有效性,讨论了激励频率、电压幅值、相位、支撑腿位置及数量对运输速度的影响。总的来说,为保证运输速度和物料运动稳定性,激励频率应是相邻固有频率的中值,相位保持正交。

关键词：压电行波双模激励 Chebyshev多项式物料运输

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航空发动机管路系统动力学特性研究综述

航空发动机管路系统动力学特性研究综述

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第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议（NVND2021）

作者：马辉汪博高培鑫孙伟林君哲李晖韩清凯刘中华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烟台大学机电汽车工程学院中国航发沈阳发动机研究所

航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用,不同位置机匣传递的基础激励不同,如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等,管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等;同时... 详细信息

航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用,不同位置机匣传递的基础激励不同,如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等,管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等;同时不同管型的管路通过卡箍、支架、接头等连接部件与机匣和附件相连,存在大量的结构耦合,这些都极易引发管路系统在多源载荷激励下的振动超限,诱发管路及卡箍产生裂纹等故障。为了提高管路系统服役期间的可靠性,在设计阶段需要开展动力学优化设计,并提出相应的设计标准及规范。目前管路系统动力学方面的研究主要聚焦在飞机、舰船及其他输油管路,针对航空发动机管路系统动力学特性的研究相对较少,本文对管路系统主要支撑部件卡箍静力学及动力学特性表征、弹支边界管路系统动力学特性、流固耦合管路系统动力学特性及管路系统动力学优化这四个方面的研究现状进行了总结与展望,旨在为航空发动机复杂管路系统动力学及振动控制提供理论支持和技术指导。

关键词：航空发动机管路系统动力学卡箍刚度/阻尼流固耦合

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基于构件模态失谐模型的涂层整体叶盘失谐辨识

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振动与冲击 2019年第14期38卷 118-124页

作者：徐昆鹏孙伟高俊男梅雪峰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 辽宁轨道交通学院沈阳110027

涂层整体叶盘失谐参数辨识是研究整体叶盘涂层减振设计的重要基础,基于构件模态失谐模型(CMM)提出了一种涂层整体叶盘失谐辨识方法。在简要介绍该失谐模型的基础上,根据涂层整体叶盘复合结构的特点,进行了质量失谐与刚度失谐辨识方法的... 详细信息

涂层整体叶盘失谐参数辨识是研究整体叶盘涂层减振设计的重要基础,基于构件模态失谐模型(CMM)提出了一种涂层整体叶盘失谐辨识方法。在简要介绍该失谐模型的基础上,根据涂层整体叶盘复合结构的特点,进行了质量失谐与刚度失谐辨识方法的理论推导,其中对质量失谐的辨识方法进行了近似处理;给出了失谐辨识的操作流程,包括质量及刚度失谐模态参与因子计算、质量失谐辨识、求解正则坐标向量和刚度失谐辨识等4个步骤;按照所提出的辨识流程和算法对一个简化的涂层整体叶盘进行了失谐辨识实践,得到了该叶盘质量和刚度失谐分布。按照辨识结果重新建立了一个新的失谐整体叶盘分析模型,通过对比由该模型与原涂层整体叶盘有限元模型获得的叶盘固有特性证明了辨识结果的合理性。

关键词：失谐辨识构件模态失谐模型(CMM) 涂层整体叶盘

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涡轴发动机传动系统轴承、齿轮动力学建模与故障诊断方法

涡轴发动机传动系统轴承、齿轮动力学建模与故障诊断方法

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：蒋玲莉韩清凯王平李学军佛山科学技术学院军工研究院东北大学机械工程与自动化学院中国航发湖南动力机械研究所

涡轴发动机传动系统包括附件传动系统和主、中、尾减传动系统,服役在高速、重载等严苛工况下,其关键零部件轴承、齿轮容易产生各类故障。项目组前期开展了涡轴发动机整机建模、螺旋锥齿轮联接交叉轴转子系统动力学建模、直升机主中尾减... 详细信息

涡轴发动机传动系统包括附件传动系统和主、中、尾减传动系统,服役在高速、重载等严苛工况下,其关键零部件轴承、齿轮容易产生各类故障。项目组前期开展了涡轴发动机整机建模、螺旋锥齿轮联接交叉轴转子系统动力学建模、直升机主中尾减传动系统虚拟样机建模研究,仿真分析了直升机不同飞行姿态下、轴承/齿轮典型故障时的振动响应特性。基于小波、

关键词：涡轴发动机中央传动齿轮传动系统动力学建模故障诊断方法

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面向可重构制造的数字孪生映射建模与监控仿真

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浙江大学学报（工学版） 2022年第5期56卷 843-855页

作者：冷柏寒夏唐斌孙贺王皓奚立峰上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海交通大学弗劳恩霍夫智能制造项目中心上海201306

针对数字孪生在可重构制造系统(RMS)的应用问题,提出面向RMS的数字孪生与制造仿真一体化平台(DTMSIP)架构. DTMSIP架构充分适配RMS动态重构特性,可以在RMS构型设计中实现仿真分析.对面向RMS的数字孪生映射进行建模,通过引入孪生实体(TE)... 详细信息

针对数字孪生在可重构制造系统(RMS)的应用问题,提出面向RMS的数字孪生与制造仿真一体化平台(DTMSIP)架构. DTMSIP架构充分适配RMS动态重构特性,可以在RMS构型设计中实现仿真分析.对面向RMS的数字孪生映射进行建模,通过引入孪生实体(TE),实现RMS车间的多源异构数据集成,并分别建立机床与构型的数字孪生映射.建立数字孪生方法在RMS重构中的应用流程,通过信息物理融合迭代与构型仿真优化迭代,DTMSIP可以服务于RMS的系统重构.为了验证所提出方法的可行性,使用虚幻引擎四(UE4)为一套实际的模块化RMS构建数字孪生平台,并将当前构型以及4种规划构型作为仿真输入.通过分析重构成本、生产周期与系统平衡率3项指标,实现对构型的量化综合分析,实现了重构设计流程加速.

关键词：数字孪生可重构制造系统映射建模实时仿真系统重构

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基于全相位快速傅里叶变换的主轴不平衡特征提取及实验

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仪器仪表学报 2020年第4期41卷 138-146页

作者：王展杜思远贺文治张珂沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168 高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室沈阳110168

主轴作为数控机床的核心部件,因其质量不平衡而产生的振动严重影响机床的加工精度。对主轴不平衡振动进行有效抑制的前提是需要准确提取振动信号特征。为了准确提取主轴系统的不平衡振动特征,获取振动幅值和相位,提出基于全相位快速傅... 详细信息

主轴作为数控机床的核心部件,因其质量不平衡而产生的振动严重影响机床的加工精度。对主轴不平衡振动进行有效抑制的前提是需要准确提取振动信号特征。为了准确提取主轴系统的不平衡振动特征,获取振动幅值和相位,提出基于全相位快速傅里叶变换的主轴不平衡振动特征提取方法,全相位快速傅里叶变换利用自身的频谱分析功能实现对信号相位和振幅的准确提取。分别通过仿真与实验的方式将该方法与其他3种方法进行振动特征提取对比,全相位傅里叶变换提取振动幅值和相位准确度和稳定性更好,提取后的振动相位准确性可达97%,而提取后进行动平衡振动抑制实验,振动量下降65.21%,进一步验证了该方法的有效性。

关键词：主轴振动信号特征提取全相位快速傅里叶变换不平衡

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电火花沉积电极材料过渡机制及规律

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中国机械工程 2021年第8期32卷 960-966页

作者：徐安阳王晓明朱胜韩国峰赵阳郭迎春陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室北京100072 中国人民解放军32180部队北京100000

利用旋转电极电火花沉积装置,在Q235钢表面逐层沉积1至6层铜合金涂层,计算分析了每层沉积厚度、过渡形态、表面和截面形貌,探讨了电火花沉积电极材料的过渡机制、形态和规律。结果表明:工件和电极的质量变化曲线相似,随着沉积层数的增加... 详细信息

利用旋转电极电火花沉积装置,在Q235钢表面逐层沉积1至6层铜合金涂层,计算分析了每层沉积厚度、过渡形态、表面和截面形貌,探讨了电火花沉积电极材料的过渡机制、形态和规律。结果表明:工件和电极的质量变化曲线相似,随着沉积层数的增加,质量变化量减少直至趋于稳定;沉积层以熔融物质团(液态、半固态)的形态过渡沉积生成,电极与工件材料在沉积层与基体界面处互相渗透,生成厚约20~30μm的过渡层;工件材料对沉积层的稀释作用主要发生在过渡物质团结合处,对其内部影响极小,且随着沉积层数的增加而减小,沉积层由多层电极材料覆盖叠压构成;随着沉积层数的增大,放电能量利用率降低,单次沉积厚度降低,电极对沉积表面的磨削涂覆作用增大,电极材料沉积率有所下降。

关键词：电火花沉积铜合金材料过渡冶金结合沉积层熔融物质团

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