检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2016年第23期52卷 114-134页

作者：罗忠朱云鹏韩清凯王德友刘永泉东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程学院大连理工大学机械工程学院大连116023 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110042

相似试验模型在大型结构振动与冲击试验研究中起到重要作用。综述动力学相似理论在结构动力学相似试验模型设计中的应用研究进展与发展趋势,并引述大量文献。总结动力学相似理论在多个领域的结构振动与冲击问题分析中的主要成果,包括动... 详细信息

相似试验模型在大型结构振动与冲击试验研究中起到重要作用。综述动力学相似理论在结构动力学相似试验模型设计中的应用研究进展与发展趋势,并引述大量文献。总结动力学相似理论在多个领域的结构振动与冲击问题分析中的主要成果,包括动力学相似理论在海洋结构、土建结构及大型动力装备动力学相似试验模型设计中的应用,复合材料结构的动力学相似设计方法,以及转子系统的动力学相似试验模型设计方法。介绍动力学相似理论的重要研究进展情况,如畸变试验模型的设计及修正方法、动力学相似模型的试验验证。讨论动力学相似理论在结构振动与冲击研究中存在的主要问题并做出展望。

关键词：动力学相似理论大型结构振动与冲击模型试验畸变模型

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离心泵作透平异向倾斜叶片与隔舌降噪分析

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振动工程学报 2016年第4期29卷 623-630页

作者：代翠孔繁余董亮夏斌柏宇星江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为降低离心泵反转作液力透平流体诱发的内外场噪声,基于倾斜程度由叶片和隔舌分摊的思想,建立了理想情况下叶片与隔舌异向倾斜角度关系式,提出了在保证性能前提下联合倾斜叶片与隔舌的主动控制降噪方法。在验证内场噪声计算方法和壳体... 详细信息

为降低离心泵反转作液力透平流体诱发的内外场噪声,基于倾斜程度由叶片和隔舌分摊的思想,建立了理想情况下叶片与隔舌异向倾斜角度关系式,提出了在保证性能前提下联合倾斜叶片与隔舌的主动控制降噪方法。在验证内场噪声计算方法和壳体结构有限元模型的基础上,分别基于声学边界元法（Boundary Element Method,BEM）和声学有限元的自动匹配层技术（Finite Element Method/Automatically Matched Layer,FEM/AML）对3组不同倾斜角度透平进行了内外场噪声数值研究,分析倾斜隔舌以及联合倾斜叶片与隔舌的降噪效果。结果表明：隔舌倾斜一定角度后,透平效率在全流量范围内均增加,增加幅度约为0.67%-1.81%;同时倾斜叶片与隔舌后,透平效率与常规透平基本相同,大流量效率有小幅增加。单纯倾斜隔舌透平总声压级降低3.86%-5.93%,总声功率级降低0.83%-11.34%;在倾斜叶片和隔舌的联合作用下透平总声压级降低4.45%-7.19%,总声功率级降低1.08%-12.15%,联合作用的降噪效果更佳。

关键词：降噪离心泵液力透平异向倾斜自动匹配层

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斜裂纹悬臂梁非线性振动特性分析

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振动与冲击 2016年第12期35卷 86-91页

作者：马辉曾劲郎自强太兴宇东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 谢菲尔德大学自动控制与系统工程系沈阳鼓风机集团股份有限公司沈阳110869

针对工程中悬臂杆件可能出现的斜裂纹故障,基于ANSYS软件对斜裂纹悬臂梁的非线性动力学特性进行了分析。仅考虑悬臂梁的弯曲振动,采用混合单元建立了斜裂纹悬臂梁的有限元模型,该模型在裂纹位置采用平面单元(Plane183)来模拟,采用接触... 详细信息

针对工程中悬臂杆件可能出现的斜裂纹故障,基于ANSYS软件对斜裂纹悬臂梁的非线性动力学特性进行了分析。仅考虑悬臂梁的弯曲振动,采用混合单元建立了斜裂纹悬臂梁的有限元模型,该模型在裂纹位置采用平面单元(Plane183)来模拟,采用接触单元来模拟裂纹的呼吸效应,在远离裂纹位置采用梁单元(Beam188)来模拟,通过与纯平面单元的振动响应对比,首先验证了模型的精度,其次对比了该模型相对于纯平面单元模型的计算效率;随后还分析了裂纹角度和激振力幅值对系统振动响应的影响。研究表明随着裂纹角度的增加,裂纹导致的系统非线性特性更为明显;系统响应产生的基频及倍频成分幅值与激振力幅值具有线性关系。

关键词：斜裂纹悬臂梁非线性振动呼吸效应有限元

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破冰机振动系统动力学特性研究

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机械设计与制造 2016年第8期 154-156,160页

作者：王天任周弘扬张薇刘杨东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

破冰机振动系统是设备振动的主要来源,其动力学特性直接决定设备运行的安全性和可靠性。首先介绍了破冰机的基本组成及工作原理,之后对破冰机的振动系统进行三维建模。之后应用ANSYS workbench软件平台,对破冰机振动系统进行了模态分析... 详细信息

破冰机振动系统是设备振动的主要来源,其动力学特性直接决定设备运行的安全性和可靠性。首先介绍了破冰机的基本组成及工作原理,之后对破冰机的振动系统进行三维建模。之后应用ANSYS workbench软件平台,对破冰机振动系统进行了模态分析。计算出了系统的各阶固有频率和相应的模态阵型,同时利用B&K软件测试了系统的固有频率,最后将系统的各阶固有频率与破冰机的工作频率进行对比来校核设备工作的安全性。研究结果表明破冰机的工作频率和系统的各阶固有频率均不发生重叠,将不会产生共振现象,工作安全可靠。

关键词：破冰机振动系统有限元固有频率模态分析

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机理驱动大数据挖掘的大型可再生能源装备监测诊断技术及应用

机理驱动大数据挖掘的大型可再生能源装备监测诊断技术及应用

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作者：褚福磊冯辅周清华大学

随着国际社会对全球能源环境问题的愈发重视,开发利用可再生能源已成为解决能源短缺和环境污染问题的必经之路。作为全球应用最广的可再生能源,水能和风能发电技术在我国迅猛发展,已占到可再生能源发电量的 90%以上, 2018 年度水电及风... 详细信息

随着国际社会对全球能源环境问题的愈发重视,开发利用可再生能源已成为解决能源短缺和环境污染问题的必经之路。作为全球应用最广的可再生能源,水能和风能发电技术在我国迅猛发展,已占到可再生能源发电量的 90%以上, 2018 年度水电及风电发电量之和在总发电量中的占比超过 20%。在总装机容量中,水电、风电占比分别为第二和第三,其装备运行稳定性直接影响到整个电网的安全。但是,现阶段行业内部大多注重装机容量的提升与发电规模的扩大,疏于关注水电及风电装备的安全运行与维护。机组运行维护水平严重滞后,面临故障率高、运行效率低等问题。据统计, 我国 40MW 以上的水轮发电机组年均故障停机超过 200 次,在役风电装备的年均利用时间为 1903 小时,远低于 2500 小时的理论时长。因此,迫切需要深入开展相应的运行维护技术研究。水电及风电装备是特殊的大型复杂低速旋转机械,具有工况时变、载荷复杂、激励耦合等特点, 其运行维护面临以下难题： ○1 流体-机械-电磁耦合激励准确表征; ○2 时变工况故障特征有效提取; ○3 应用系统体系化设计与实用性提升。项目组在 863 计划与国家自然科学基金等重点项目的支持下,历时 20 余年通过产、学、研、用联合攻关,在故障机理、特征提取和测点优化等理论研究的基础上,研发了 PSTA、GMH、 HPW 系列状态监测与故障诊断系统和大数据实时监测、挖掘与分析平台,为水电及风电装备的运行维护提供了从状态监测预警、故障诊断、运行优化、虚拟试验到大数据特征挖掘的完整解决方案。主要创新成果包括： 1. 提出了自适应时变解调分析方法,揭示了水电机组水力脉动和转子振动相对运行工况的变化规律以及风电行星齿轮箱主要元件的故障特征,建立了水电及风电机组完整的故障特征分析与诊断方法体系,解决了水电及风电机组低频时变及复杂多源调制信号的故障特征提取难题,时频分辨率提高了 3 倍以上。 2. 构建了基于多信号流图理论的机组最优传感布局策略,开发了面向智能运行维护的系列状态监测与故障诊断系统;提出了基于领域专家知识和机器学习智能方法的机组广义状态特征指标,为机组海量监测数据的挖掘提供了有效的解决方案,诊断准确率 90%以上。 3. 揭示了电磁力、水力、机械力耦合因素对水电机组动力学特性的影响机理,解决了不平衡磁拉力和转轮附加水力等复杂激励的建模与表征难题,阐明了上述激励对水电机组振动特性的影响规律。 4. 阐明了转速波动、支承柔性及重力等复杂因素对风电机组传动系统的激励作用,揭示了转速波动对传动系统不稳定区的影响规律和重力/基础激励对传动系统振动响应及均载特性的影响机理,提出了抑制传动系统不稳定区的风电机组运行参数调节方法和载荷均衡优化设计方法,解决了风力机传动系统普遍存在的运行稳定性与均载分析问题。中国机械工程学会对项目成果的鉴定意见为：“具有完全自主知识产权,总体达到国际先进水平;复杂激励表征方法与建模技术、瞬态时变信号特征提取方法处于国际领先地位”。所开发系统与平台已在国外 6个国家 30余台水电机组和国内三峡电站等 150余座水电站 500多台机组以及 20 多个风电厂 1000 余台机组推广应用,近三年新增产值超过 1.6 亿。累计装机容量超过 60000MW, 年均节省发电量 100.8 亿 kWh,相当于节省标煤 309.6 万吨,减排二氧化碳 813.5 万吨。应用成果为装备的运行维护提供了完整的解决方案,提升了我国水电及风电装备的国际市场竞争力,促进了可再生能源产业的健康发展,经济和社会效益显著。项目共获授权国家发明专利 15 项, 实用新型专利 10 项;软件著作权 21 个;出版著作 5 部;在 Renewable Energy 等高水平国际期刊发表 SCI 收录论文 66 篇, ESI 高被引论文 5 篇,获2014 年度 Renewable Energy 最佳论文奖,引领了可再生能源装备运行维护的研究热点。成果被美国人文与科学院、国家科学院、国家工程院 Daubechies 院士列为机械信号分析与特征提取的代表性成果;负责人应邀多次在高水平国际学术会议做大会特邀/主题报告,提高了我国在该领域的国际影响力

关键词：机理驱动大数据挖掘可再生能源风电水电监测诊断大型复杂低速旋转机

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基于磁流变阻尼器的转子系统振动随动控制

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航空动力学报 2016年第1期31卷 72-77页

作者：王锎何立东邢健胡航领北京化工大学机电工程学院高端机械装备健康监测与自愈化北京市重点实验室北京100029

针对大型旋转机械通过临界转速时振动过大的问题,搭建了转子系统实验台,实验台保持原本的支撑形式,并安装磁流变阻尼器,实验研究不同工况下磁流变阻尼器对转子系统振动的影响规律.结果表明:磁流变阻尼器可以有效抑制转子系统临界转速附... 详细信息

针对大型旋转机械通过临界转速时振动过大的问题,搭建了转子系统实验台,实验台保持原本的支撑形式,并安装磁流变阻尼器,实验研究不同工况下磁流变阻尼器对转子系统振动的影响规律.结果表明:磁流变阻尼器可以有效抑制转子系统临界转速附近的振动,降幅可达90%.根据实验结果提出一种以振幅为反馈控制参数的随动控制方法,对转子系统的振幅变化进行追踪,根据振幅实时调节磁流变阻尼器电流,在线抑制振动.结果表明随动控制可以随着转子系统振动变化而在线改变控制电流,使转子系统振动稳定在目标值附近,实现了转子振动的自动调控.

关键词：磁流变阻尼器阻尼减振转子振幅反馈随动控制

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纤维单丝强度预测的三参数威布尔模型

纤维单丝强度预测的三参数威布尔模型

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第十八届全国疲劳与断裂学术会议

作者：吴宁祥谢里阳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

单元强度分布类型是纤维单丝强度预测的基础,目前主要采用的是两参数威布尔模型,然而在应用中出现了理论模型和实验数据不相符的问题。为了更好地描述实验现象,又出现了改进的威布尔模型、复合威布尔模型和WOW模型等。本文针对使用两参... 详细信息

单元强度分布类型是纤维单丝强度预测的基础,目前主要采用的是两参数威布尔模型,然而在应用中出现了理论模型和实验数据不相符的问题。为了更好地描述实验现象,又出现了改进的威布尔模型、复合威布尔模型和WOW模型等。本文针对使用两参数威布尔模型时不同长度下的强度数据得到的形状参数不同、双对数坐标系下长度-强度均值关系得到的形状参数明显高于强度数据直接拟合结果,假设纤维单元强度服从三参数威布尔分布,通过Monte Carlo法生成大量纤维单元、纤维单丝强度数据,用传统模型对仿真数据进行分析处理,结果在现了理论模型和实验数据不相符的现象。进一步采用三参数威布尔模型拟合了多组文献中的实验数据,效果比现有模型更优,结果验证了本文假设的正确性。最后基于三参数威布尔模型得出了纤维单丝强度和纤维长度的关系,能够通过纤维单丝某个长度下的强度实测数据样本,或多个不同长度下的强度均值数据,有效预测任意长度纤维单丝强度。

关键词：纤维单丝强度三参数威布尔模型 Monte Carlo仿真

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应用BP神经网络分析电主轴频率可靠性灵敏度

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哈尔滨工业大学学报（社会科学版） 2017年第1期

作者：杨周刘盼学王昊张义民东北大学机械工程与自动化学院

为研究结构参数变化对电主轴抗共振性能的影响，采用ANSYS有限元分析软件，建立某电主轴的参数化模型，并进行模态分析；将ISIGHT软件集成ANSYS，筛选出电主轴重要的几何参数和材料参数作为设计变量，并使用优化的拉丁方抽样方法随机抽... 详细信息

为研究结构参数变化对电主轴抗共振性能的影响，采用ANSYS有限元分析软件，建立某电主轴的参数化模型，并进行模态分析；将ISIGHT软件集成ANSYS，筛选出电主轴重要的几何参数和材料参数作为设计变量，并使用优化的拉丁方抽样方法随机抽取足够的样本；利用BP神经网络拟合出电主轴低阶固有频率与各随机变量的函数关系，建立电主轴频率的可靠性极限状态方程；采用改进的一次二阶矩方法得到电主轴的频率可靠度和可靠性灵敏度，并以Monte?Carlo方法对计算结果进行验证。结果表明：电主轴的密度、弹性模量及总长度的均值和标准差对电主轴频率可靠度影响显著；利用BP神经网络构建的频率可靠性功能函数较合理；改进一次二阶矩方法能够比较准确、有效地分析频率可靠性灵敏度，且比Monte?Carlo方法效率更高。

关键词：电主轴抗共振模态分析 ISIGHT BP神经网络可靠性

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基于轨迹晶格与综合动力灵巧度的Delta机器人轨迹规划

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振动与冲击 2016年第22期35卷 31-37页

作者：郑坤明张秋菊江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

针对高速、柔性化Delta机器人轨迹规划中的精度与振动稳定性问题,提出一种基于轨迹晶格与综合动力灵巧度的轨迹规划方法。首先,根据前期的研究工作,建立了含关节间隙的Delta机器人系统完整弹性动力学模型;其次,定义了Delta机器人综合动... 详细信息

针对高速、柔性化Delta机器人轨迹规划中的精度与振动稳定性问题,提出一种基于轨迹晶格与综合动力灵巧度的轨迹规划方法。首先,根据前期的研究工作,建立了含关节间隙的Delta机器人系统完整弹性动力学模型;其次,定义了Delta机器人综合动力灵巧度,并基于此,提出了操作空间中微小晶格与轨迹晶格的概念;然后,以综合动力灵巧度为依据,考虑各种约束条件,在轨迹晶格中进行基于修正梯形模式的轨迹规划;最后,利用激光跟踪仪与动态信号采集设备,对提出的轨迹规划策略进行了实验分析。结果表明:所提出的轨迹规划策略能够精确、稳定地实现机器人的抓取与放置动作。

关键词： Delta 机器人轨迹晶格综合动力灵巧度完整弹性动力学模型轨迹规划

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纵-扭复合超声振动加工系统设计及频率简并研究

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振动与冲击 2016年第5期35卷 8-13页

作者：袁松梅刘明北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心北京100191

纵-扭复合超声振动加工技术在硬脆性材料的加工中受到越来越多的重视,针对该种需求,设计了一种纵-扭复合超声振动加工系统,基于有限元方法对该类系统普遍存在的频率简并问题进行了研究。利用数值解析方法设计出超声换能器和超声变幅杆,... 详细信息

纵-扭复合超声振动加工技术在硬脆性材料的加工中受到越来越多的重视,针对该种需求,设计了一种纵-扭复合超声振动加工系统,基于有限元方法对该类系统普遍存在的频率简并问题进行了研究。利用数值解析方法设计出超声换能器和超声变幅杆,之后在变幅杆上做出螺旋槽,一部分纵向振动转换为扭转振动;以目标频率附近的纵、扭谐振频率尽量接近为原则,利用有限元软件分析系统的结构参数对纵、扭谐振频率的影响规律,实现频率简并;在此基础上对系统进行模态分析和瞬态动力学分析,结果表明系统可以实现纵-扭复合超声振动,验证了此种频率简并方法的有效性和实用性。

关键词：纵-扭复合超声振动螺旋槽频率简并有限元分析

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