检索结果-内蒙古大学图书馆

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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失谐连接下旋转态硬涂层圆柱壳-环盘耦合结构振动分析及减振优化研究

失谐连接下旋转态硬涂层圆柱壳-环盘耦合结构振动分析及减振优化...

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：杜东旭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

失谐连接在圆柱壳-环盘耦合结构中普遍存在,然而,以往研究中很少提及圆柱壳和环盘间的失谐连接。并且,关于叶盘的失谐研究表明,失谐可能会造成局部振动化,因此失谐结构有一定的振动抑制需求。本研究结合硬涂层阻尼技术,提出了圆柱壳-环... 详细信息

失谐连接在圆柱壳-环盘耦合结构中普遍存在,然而,以往研究中很少提及圆柱壳和环盘间的失谐连接。并且,关于叶盘的失谐研究表明,失谐可能会造成局部振动化,因此失谐结构有一定的振动抑制需求。本研究结合硬涂层阻尼技术,提出了圆柱壳-环盘耦合结构间两种不同的失谐连接模式(连接位置失谐及连接刚度失谐),利用半解析法系统研究了失谐连接下旋转态硬涂层圆柱壳-环盘耦合结构的振动行为。首先,推导了旋转态硬涂层圆柱壳-环盘耦合结构的各能量表达式,

关键词：圆柱壳振动分析耦合结构硬涂层减振优化

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考虑参数不确定性的卡箍-管路系统流固耦合振动机理研究

考虑参数不确定性的卡箍-管路系统流固耦合振动机理研究

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：郭旭民马辉刘坤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

随着航空发动机向高推重比和高可靠性发展,管路系统的工作环境日益复杂,在发动机强基础激励和流体脉动激励作用下,极易引发管路系统结构共振甚至破坏,影响飞行安全。在实际运行过程中管路系统振动表现出明显的非线性,而加工误差、材料... 详细信息

随着航空发动机向高推重比和高可靠性发展,管路系统的工作环境日益复杂,在发动机强基础激励和流体脉动激励作用下,极易引发管路系统结构共振甚至破坏,影响飞行安全。在实际运行过程中管路系统振动表现出明显的非线性,而加工误差、材料分散性和工况变化等又会使卡箍力学参数、管路参数和流体参数是不确定的,

关键词：管路系统流固耦合振动参数不确定性

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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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三个直线运动机械振子的自平衡特性分析

三个直线运动机械振子的自平衡特性分析

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第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：陈晨张学良胡文超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

如何抑制机械振子工作过程中因零件间制造、安装等原因产生的不平衡很少被提及,但这对评估振动利用机械设备的使用性能非常重要。本文讨论了三个直线运动机械振子安装在单刚体上的系统,重点阐述了系统在过共振区的自平衡特性。采用拉格... 详细信息

如何抑制机械振子工作过程中因零件间制造、安装等原因产生的不平衡很少被提及,但这对评估振动利用机械设备的使用性能非常重要。本文讨论了三个直线运动机械振子安装在单刚体上的系统,重点阐述了系统在过共振区的自平衡特性。采用拉格朗日能量法,构建直线运动机械振子的机电耦合动力学模型。采用小参数平均法,

关键词：直线运动平衡特性

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引射器活门调节机构的流固热耦合特性

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东北大学学报（自然科学版） 2021年第1期42卷 75-82页

作者：罗忠孙永航葛长闯许春阳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 中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

针对船用燃气轮机引射器活门调节机构多场耦合下的结构强度问题,建立了引射器三维流场以及活门阀片的结构模型,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,分别对流场进行了稳态与瞬态仿真分析.将瞬态仿真的结果作为有... 详细信息

针对船用燃气轮机引射器活门调节机构多场耦合下的结构强度问题,建立了引射器三维流场以及活门阀片的结构模型,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,分别对流场进行了稳态与瞬态仿真分析.将瞬态仿真的结果作为有限元模型的边界条件,进行了包含热、气动和离心载荷的顺序单向流固热耦合分析.结果表明,相较于稳态仿真,瞬态仿真结果的趋势相近但压差更大.时变载荷的稳态求解,可能导致强度的估计不足.对活门调节机构而言,热载荷对机构阀片的变形、应力起到主要作用,气动载荷所导致的弯曲应力可以抵消一部分热载荷导致的弯曲应力,而离心载荷对机构的影响较小,可以忽略.所采用的分析方法可用于引射器活门调节机构等典型运动调节机构的结构设计与优化.

关键词：运动调节机构多场耦合时变载荷计算流体动力学动力学特性

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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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联轴器不对中转子系统的故障再现方法

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航空发动机 2022年第6期48卷 98-104页

作者：于清文王菲卢良文罗忠姜广义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实验室沈阳110819 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

针对转子系统联轴器不对中的故障再现问题,建立了动力学相似模型转子系统的方法。讨论由联轴器不对中引起的附加力的情况,建立了带有联轴器不对中转子系统的数学模型;采用方程分析法和量纲分析法相结合的方法,推导了联轴器不对中转子系... 详细信息

针对转子系统联轴器不对中的故障再现问题,建立了动力学相似模型转子系统的方法。讨论由联轴器不对中引起的附加力的情况,建立了带有联轴器不对中转子系统的数学模型;采用方程分析法和量纲分析法相结合的方法,推导了联轴器不对中转子系统的动力学相似关系;设计了动力学相似的原型和模型系统,通过对设定系统进行数值仿真,分别对比了2套系统的轴心轨迹和频域响应。结果表明:模型与原型系统的频率成分相同,轴心轨迹形状一致且满足相似比例,验证了所提方法的正确性。搭建了2组动力学相似试验台,进一步验证了所提出相似设计方法的实用性和有效性。该研究结果为再现原型系统联轴器不对中故障的动力学相似模型设计奠定了理论基础。

关键词：转子系统联轴器不对中动力学相似故障再现航空发动机

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