检索结果-内蒙古大学图书馆

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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轴对称推力矢量喷管流固热耦合动态特性分析

轴对称推力矢量喷管流固热耦合动态特性分析

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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：姚思博罗忠孙永航许春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东北大学佛山研究生院上海交通大学机械与动力工程学院中国航发沈阳发动机研究所

针对轴对称推力矢量喷管(AVEN)机构因其结构复杂,导致多物理场耦合下数字化模拟计算量大、难以构建流体域模型等问题,以某种具有复杂结构的AVEN为研究对象,建立了AVEN整体三维流场简化模型及动力学结构模型,该方法不仅考虑气热载荷对其... 详细信息

针对轴对称推力矢量喷管(AVEN)机构因其结构复杂,导致多物理场耦合下数字化模拟计算量大、难以构建流体域模型等问题,以某种具有复杂结构的AVEN为研究对象,建立了AVEN整体三维流场简化模型及动力学结构模型,该方法不仅考虑气热载荷对其结构的影响,同时将气动载荷以分布载荷的形式施加在AVEN上,采用顺序单向耦合法进行了AVEN流固热耦合数字模拟计算。首先,基于计算流体力学,进行AVEN流固耦合传热计算,计算了流固耦合面处温度分布和压力场(如图1所示);其次,将计算所得的耦合面温度分布作为热分析边界条件;然后,将热分析计算得出的温度场及流固耦合传热分析计算所得的压力场,作为动力学分析边界条件;最后,进行包含气动载荷及气热载荷的AVEN流固热耦合分析。计算结果表明,本文所提出的数字化模拟方法可用于工程实际,AVEN流场中温度及压力随距喉道位置的变化呈先下降后上升再下降的趋势,部分零部件出现了应力奇异现象,气热载荷对AVEN结构变形有明显的影响。为AVEN机构流固热耦合计算与结构优化提供了理论依据。

关键词：轴对称推力矢量喷管多物理场耦合非线性分析温度场热分析

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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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考虑变幂数的畸变动力学相似试验模型设计方法及试验研究

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机械工程学报 2020年第23期56卷 107-117页

作者：李雷罗忠何凤霞张文笛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 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

动力学相似理论广泛应用于大型结构的振动试验,其中畸变相似用于解决结构的设计参数不满足等比例缩放时的相似问题,针对畸变相似关系中幂数为定值导致预测精度低的问题,提出考虑变幂数的畸变动力学相似试验模型设计方法。首先,在敏感性... 详细信息

动力学相似理论广泛应用于大型结构的振动试验,其中畸变相似用于解决结构的设计参数不满足等比例缩放时的相似问题,针对畸变相似关系中幂数为定值导致预测精度低的问题,提出考虑变幂数的畸变动力学相似试验模型设计方法。首先,在敏感性分析与中心差分理论推导的幂数表达式的基础上,将中心差分的范围不断扩大得到一组随相似比变化的幂数。采用最小二乘法将这组幂数拟合为关于相似比的函数并建立相似关系。然后,在多盘转子系统的数值算例中将变幂数法与文献中的两种方法进行对比,结果表明,变幂数法的预测精度较文献中的方法有很大提高。最后,通过试验研究验证了数值算例中动力学模型及临界转速求解的正确有效性。相似关系的建立是以模型的临界转速为基础,因此也验证了数值算例中的相似预测结果。

关键词：畸变相似相似关系多盘转子系统敏感性分析变幂数

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燃气轮机带阀片引射混合器内流特性分析

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发电技术 2021年第4期42卷 431-436页

作者：魏凯罗忠孙永航王宇东北大学机械工程与自动化学院辽宁省沈阳市110819 东北大学佛山研究生院广东省佛山市528312 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省沈阳市110819

引射混合器对燃气轮机的降温降噪具有决定性作用,与传统的引射混合器相比,带有阀片结构的引射混合器性能较好。为了充分探究其内流特性,进而为优化设计提供依据,在有无阀片的引射混合器构型下,基于计算流体动力学(computational fluid d... 详细信息

引射混合器对燃气轮机的降温降噪具有决定性作用,与传统的引射混合器相比,带有阀片结构的引射混合器性能较好。为了充分探究其内流特性,进而为优化设计提供依据,在有无阀片的引射混合器构型下,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟,对比分析了其引射比、出口平均温度、出口最高温度、出口平均速度等表征引射性能的参数;针对带有阀片的引射混合器,分析了不同阀片开度下的引射性能。结果表明:带有阀片结构的引射混合器的混合性能显著提高,在阀片开度为45°时,其引射性能最佳。

关键词：燃气轮机引射混合器引射性能阀片开度

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基于应力分布模型的随机疲劳加速试验设计

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航空学报 2020年第2期41卷 181-189页

作者：穆童孟鸽谢里阳张建波石朝成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 上海航空材料结构检测股份有限公司上海201210

将两段式S-N曲线应用于Dirlik随机振动疲劳寿命预测模型,分段计算各自的疲劳损伤并进行叠加。基于该模型所模拟的应力幅值分布,推导了在两段式S-N曲线的情况下激励放大倍数同疲劳寿命之间的等效关系,并提出了基于该等效关系的加速试验... 详细信息

将两段式S-N曲线应用于Dirlik随机振动疲劳寿命预测模型,分段计算各自的疲劳损伤并进行叠加。基于该模型所模拟的应力幅值分布,推导了在两段式S-N曲线的情况下激励放大倍数同疲劳寿命之间的等效关系,并提出了基于该等效关系的加速试验寿命换算方法,为加速试验应力等级的确定提供了参考。针对随机振动中小应力幅占比较大的情况,该方法优化了这一部分的损伤计算方式,同时该方法还可以推广至超高周疲劳等需要使用多段式S-N曲线表达疲劳性能的情况中去,得到更加贴近实际的理论疲劳寿命与加速寿命间的等效关系。通过分析算例表明,在两段式S-N曲线下,应力与寿命也大体呈现出了两段式的对数线性关系,并使用文献中的试验数据进行了验证。

关键词：随机振动频域疲劳寿命加速试验等效关系

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复杂转子系统畸变动力学相似方法与模型试验研究

复杂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15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：李雷罗忠吴法勇葛向东何凤霞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沈阳建筑大学机械工程学院

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。项目组... 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。项目组前期开展了复杂转子系统畸变动力学相似方法与模型试验关键技术的研究,降低了试验成本与风险、缩短试验周期。

关键词：动力学相似复杂转子系统模型试验研究

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考虑螺栓连接的吊挂式薄壁柱壳固有特性分析

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东北大学学报（自然科学版） 2020年第5期41卷 686-692页

作者：马辉付强李坤樊富友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 中国兵器集团公司长沙机电产品研究开发中心湖南长沙410100

以含螺栓连接的吊挂式薄壁柱壳为研究对象,采用商用有限元分析软件ANSYS建立了系统的全实体/梁-壳混合有限元模型.基于所建立的模型,分析讨论了自由/约束边界,法兰/吊挂处预紧力对系统固有特性的影响,并通过试验进行了对比验证.研究结... 详细信息

以含螺栓连接的吊挂式薄壁柱壳为研究对象,采用商用有限元分析软件ANSYS建立了系统的全实体/梁-壳混合有限元模型.基于所建立的模型,分析讨论了自由/约束边界,法兰/吊挂处预紧力对系统固有特性的影响,并通过试验进行了对比验证.研究结果表明:本文所建立的有限元模型能较好地模拟螺栓连接处界面接触压力及其分布情况,且在保证一定精度的前提下,梁-壳混合模型较全实体模型的计算效率高;吊挂约束的存在对系统的固有频率和振型影响较大;法兰处螺栓预紧力对系统第5~8阶固有频率影响较大,而吊挂处螺栓预紧力对系统前3阶固有频率影响较大.

关键词：螺栓连接吊挂薄壁柱壳固有特性预紧力

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局部贴敷约束阻尼圆柱壳结构振动响应分析

局部贴敷约束阻尼圆柱壳结构振动响应分析

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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：马宏伟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

在约束阻尼减振结构中,其减振方式主要依靠基体及约束层对中间的粘弹性层发生交错运动产生剪切变形而消耗能量。本文通过构造一种4节点60自由度复合圆柱壳单元,建立了基础激励作用下局部贴敷约束阻尼圆柱壳结构频域振动响应分析的动力... 详细信息

在约束阻尼减振结构中,其减振方式主要依靠基体及约束层对中间的粘弹性层发生交错运动产生剪切变形而消耗能量。本文通过构造一种4节点60自由度复合圆柱壳单元,建立了基础激励作用下局部贴敷约束阻尼圆柱壳结构频域振动响应分析的动力学模型,提出一种用于求解局部贴约束阻尼圆柱壳结构在模拟实验条件下施加基础激励力向量的构造方法。首先,建立了约束阻尼复合圆柱壳结构有限元方程;接着,选用4节点复合壳单元推导出刚度矩阵和质量矩阵;进一步,给出了模拟振动实验环境下施加基础激励力向量的构造方法;最后,以一个局部贴敷约束阻尼材料的圆柱壳结构为例进行了实例研究。用所研发的有限元方法求解了复合圆柱壳结构振动响应,并将理论结果与实验数据进行对比,验证了所研发的有限元模型的合理性,同时,分析了约束层、阻尼层厚度变化对复合圆柱壳振动响应和阻尼特性的影响。

关键词：约束阻尼层圆柱壳局部贴敷振动响应分析

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利用移动质量块对倒立摆结构摆动快速抑制的主动控制理论和实验研究

利用移动质量块对倒立摆结构摆动快速抑制的主动控制理论和实验研...

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第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021)

作者：储伟李朝峰张国斌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

针对工程中倒立摆类结构的摆动控制问题,文中提出一个带有移动质量块的倒立摆模型,研究了利用质量块在摆杆上运动来抑制摆杆的摆动。首先对系统进行了力学分析,得到初步的质量块运动轨迹控制策略,针对这一策略,用摆杆实时角度作为输入量... 详细信息

针对工程中倒立摆类结构的摆动控制问题,文中提出一个带有移动质量块的倒立摆模型,研究了利用质量块在摆杆上运动来抑制摆杆的摆动。首先对系统进行了力学分析,得到初步的质量块运动轨迹控制策略,针对这一策略,用摆杆实时角度作为输入量,给出了具体的对质量块运动轨迹的主动控制方法。为了证明该方法的有效性,文中推导了含有质量块运动的系统能量等效阻尼比,并通过仿真计算得到阻尼比与系统参数以及运动参数之间的关系。最后,搭建了与所提出模型相对应的实验装置并做了相关实验,得到和系统等效阻尼仿真结果相同的结论。并且在文中还补充了摆杆在受到随机激励时的仿真,结果表明该方法具有很好的鲁棒性。

关键词：摆杆结构主动控制质量块仿真模拟实验研究

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