检索结果-内蒙古大学图书馆

振动工程学报 2025年第2期38卷 420-431页

作者：金淼王艾伦王青山尹伊君陈雅孺衡星中国北方车辆研究所北京100072 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

在航空涡轴发动机装配过程中,端齿同轴度误差是一个重要的技术指标,对整机系统的性能和使用寿命有重要的影响。以航空涡轴发动机涡轮叶片-机匣为研究对象,考虑将端齿同轴度误差(定位误差和定向角误差)引入到叶尖-机匣的间隙方程中,基于H... 详细信息

在航空涡轴发动机装配过程中,端齿同轴度误差是一个重要的技术指标,对整机系统的性能和使用寿命有重要的影响。以航空涡轴发动机涡轮叶片-机匣为研究对象,考虑将端齿同轴度误差(定位误差和定向角误差)引入到叶尖-机匣的间隙方程中,基于Hamilton能量原理和Galerkin方法建立了考虑双锥度叶片-机匣系统的非线性动力学模型,通过ANSYS有限元方法验证了理论模型的正确性。在此基础上,运用Newmark-β数值求解方法分析了不同端齿同轴度误差对系统在定值加速函数(函数1)与余弦波加速函数(函数2)下的瞬态响应的影响,数值计算结果表明:增加同轴度误差,会进一步缩小叶尖与机匣之间的最小间隙,导致碰摩诱发的振幅更加严重;与函数1相比,采用函数2的加速度可以更快地通过系统临界转速,导致碰摩开始时间提前,当靠近目标转速时,减速作用可以有效减少最大碰摩力和侵入量,以减缓系统的隆起现象和跳跃现象。

关键词：转子动力学叶片-机匣碰摩端齿同轴度误差余弦波加速函数跳跃和隆起现象

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压电智能功能梯度材料圆柱壳自由振动的谱切比雪夫解法

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哈尔滨工程大学学报 2025年

作者：高先松钟锐王青山刘新想徐海良中南大学机电工程学院中南大学高性能复杂制造国家重点实验室

针对压电智能结构，现有振动建模方法受限结构边界条件以及存在计算成本过高的问题，本文采用了谱-切比雪夫方法，实现了其在一般边界条件下的精确快速求解。在一阶剪切变形理论与压电本构方程的理论框架下，利用谱-切比雪夫方法，结合... 详细信息

针对压电智能结构，现有振动建模方法受限结构边界条件以及存在计算成本过高的问题，本文采用了谱-切比雪夫方法，实现了其在一般边界条件下的精确快速求解。在一阶剪切变形理论与压电本构方程的理论框架下，利用谱-切比雪夫方法，结合边界弹簧技术，建立起压电智能功能梯度材料圆柱壳结构的模型。通过与有限元结果对比，验证求解的快速收敛性以及分析模型的精确性。研究表明：在截断数为20条件下可将计算误差控制0.8%左右，得到了结构自由振动特性随材料、边界、及几何尺寸的变换规律。本文可以为工程壳体结构的有关振动主动控制研究，提供一套快速且精确的建模方法以及设计经验。

关键词：谱切比雪夫法压电结构人工弹簧技术功能梯度壳功能梯度材料一阶剪切变形理论 Hamilton原理自由振动

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不同轴承配置下双列角接触球轴承动态特性分析

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机械工程学报 2025年第1期61卷 220-231页

作者：李震王青山王瑞华秦斌中南大学极端服役性能精准制造国家重点实验室长沙410083 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410000

为探究双列角接触球轴承在复杂外载荷工况下的动态特性,基于非线性弹性赫兹接触理论和弹性流体动力润滑理论,建立了五自由度双列角接触球轴承拟静力学数值分析模型,采用改进牛顿拉夫逊交叉迭代算法对其进行求解,该模型综合考虑了离心力... 详细信息

为探究双列角接触球轴承在复杂外载荷工况下的动态特性,基于非线性弹性赫兹接触理论和弹性流体动力润滑理论,建立了五自由度双列角接触球轴承拟静力学数值分析模型,采用改进牛顿拉夫逊交叉迭代算法对其进行求解,该模型综合考虑了离心力、摩擦力、陀螺力矩、轴承间隙、油膜厚度和轴承等因素的影响,最长迭代求解时间不超过2 s。通过对比,背对背配置下位移和刚度最大偏差不超过3.3%,不同配置下轴承对角刚度最大偏差不超过8.6%,验证了模型的有效性。研究结果表明不同轴承配置下内外圈接触角均在方位角180°位置处取得极值,左右侧轴承内外圈接触力随方位角同步变化且存在为接触力为零的现象;与其他轴承配置相比,串联配置轴承刚度随轴向力增加而增加,随径向力和力矩增加处于较低水平,随转速增加出现明显弱化现象,其径向和转矩承载能力不足且不适合高转速工况;面对面配置轴承角刚度随外随外载荷增加处于较低水平,其转矩承载能力不足。

关键词：双列角接触球轴承轴承配置接触角接触力轴承刚度

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人字形齿轮喷丸残余应力和粗糙度的计算与试验验证

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表面技术 2025年第5期54卷 245-256页

作者：王长清张慧芸唐进元赵久越吕亮亮中国航发哈尔滨东安发动机有限公司哈尔滨150060 中南大学极端服役性能精准制造国家重点实验室长沙410083

目的探究人字形齿轮喷丸强化工艺参数对残余应力和粗糙度的影响。方法基于离散元方法(Discrete ElementMethod,DEM)建立人字形齿轮喷丸强化DEM模型,研究人字形齿轮表面不同位置的冲击速度和次数;建立基于有限元方法(FiniteElementMethod... 详细信息

目的探究人字形齿轮喷丸强化工艺参数对残余应力和粗糙度的影响。方法基于离散元方法(Discrete ElementMethod,DEM)建立人字形齿轮喷丸强化DEM模型,研究人字形齿轮表面不同位置的冲击速度和次数;建立基于有限元方法(FiniteElementMethod,FEM)的喷丸强化FEM模型,并采用离散元模型耦合有限元模型(DEM-FEM)的方法,将DEM模型的冲击信息导入FEM模型中,采用显示动力学仿真计算,得到喷丸后的残余应力和表面形貌信息;利用X射线衍射仪和白光干涉仪分别对实验试样进行残余应力和表面形貌的表征,以验证模型的准确性。结果1)弹丸初速度从40 m/s增加到60 m/s时,齿宽方向的表面残余压应力从-906 MPa增加到了-932 MPa;2)弹丸直径从0.30 mm增加到0.60 mm时,齿宽方向的表层残余应力从-906MPa减小到了-756MPa;3)当覆盖率<100%时,表面粗糙度Sa快速增加,残余压应力也快速增加,当覆盖率>100%时,Sa开始减小,残余压应力增幅降低。结论人字形齿轮齿面复杂,不同方向的残余应力会有所区别;齿宽和齿高方向的残余压应力均随着弹丸初速度的增加而增加,但同时会增加表面粗糙度、降低表面质量;大尺寸弹丸在带来更深残余应力质变层的同时会显著降低面质量;合理控制覆盖率既能够得到良好的表面质量,也能够降低喷丸成本。

关键词：人字形齿轮喷丸强化残余应力粗糙度离散元方法有限元方法

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考虑接触压力二阶导数连续性的粗糙表面弹塑性接触模型

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塑性工程学报 2025年第1期32卷 161-167页

作者：周炜李鑫肖罡杨国庆唐进元湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湖南湘潭411201 江西铜业技术研究院有限公司江西南昌330096 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

针对现有粗糙表面弹塑性接触模型只考虑微凸体平均接触压力在屈服临界点零至一阶导数的连续性,且高阶导数不连续性的影响尚不明晰的问题,对微凸体弹塑性变形阶段平均接触压力与法向压入量之间的关系进行分析,提出了一种计入接触压力二... 详细信息

针对现有粗糙表面弹塑性接触模型只考虑微凸体平均接触压力在屈服临界点零至一阶导数的连续性,且高阶导数不连续性的影响尚不明晰的问题,对微凸体弹塑性变形阶段平均接触压力与法向压入量之间的关系进行分析,提出了一种计入接触压力二阶导数连续性的粗糙表面弹塑性接触模型,并与现有粗糙表面弹塑性接触模型和实验数据进行对比分析。结果表明:所提模型所得微凸体接触压力曲线单调和连续性较好,且在屈服临界点一、二阶导数计算值与理论值更加相符;忽略二阶导数连续性导致接触求解存在一定偏差,该偏差随塑性指数的增大和表面间隙的减小而增大。

关键词：粗糙表面接触弹塑性微凸体

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高功率密度湿式离合器温度场分析及油槽优化

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机械设计与制造 2025年第2期408卷 236-242,246页

作者：陈志张迎东谭武中李治作中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学机电工程学院高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 直升机传动技术国防科技重点实验室湖南株洲412002

直升机传动系统可通过湿式摩擦离合器来实现变转速输出,提高直升机的机动性和续航能力。然而航空湿式离合器传递功率大,工况恶劣,如何在保证高功率密度的同时提高离合器的散热性能至关重要。针对这一难题,研究了某型号直升机传动系统所... 详细信息

直升机传动系统可通过湿式摩擦离合器来实现变转速输出,提高直升机的机动性和续航能力。然而航空湿式离合器传递功率大,工况恶劣,如何在保证高功率密度的同时提高离合器的散热性能至关重要。针对这一难题,研究了某型号直升机传动系统所搭载的湿式摩擦离合器的动态接合过程,得到其接合特性;建立了湿式摩擦离合器接合过程热流固耦合仿真模型,获得摩擦片表面的温度分布规律;以摩擦片表面径向+环形的复合油槽为研究对象,分析了环形槽宽度和间距对温度场的影响规律;根据润滑油的流动特性,提出倾斜径向+环形的改进型复合油槽,并对倾角进行优化,优化结果表明:当环形槽宽度和间距、径向槽倾角依次为0.5mm、4.5mm、60°时油槽综合冷却性能最好。研究工作可以为我国航空高功率密度湿式摩擦离合器的设计提供参考。

关键词：湿式摩擦离合器高功率密度接合特性油槽结构优化

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12CrNi4A材料轴向超声干磨削残余应力计算及试验研究

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机械工程学报 2018年第17期54卷 246-254页

作者：唐进元郑金超廖东日邵文中南大学高性能复杂制造国家重点实验室

金属材料12Cr Ni4A是一种高强度合金钢,研究12Cr Ni4A材料轴向超声干磨削(Ultrasonic dry grinding,UDG)下的残余应力计算问题。运用逆热法构建一种新的非高斯热源模型,基于有限元软件COMSOL,计算出金属材料12Cr Ni4A超声磨削温度场分... 详细信息

金属材料12Cr Ni4A是一种高强度合金钢,研究12Cr Ni4A材料轴向超声干磨削(Ultrasonic dry grinding,UDG)下的残余应力计算问题。运用逆热法构建一种新的非高斯热源模型,基于有限元软件COMSOL,计算出金属材料12Cr Ni4A超声磨削温度场分布。用打孔埋布嵌入式热电偶方法测出UAG的磨削区温度历程及分布,通过有限元计算与实测结果进行对比,磨削区温度误差值在5%以内。加载运动学硬化函数,耦合磨削热及磨削力对超声磨削残余应力场进行有限元计算,得到超声磨削表层残余应力分布,与实测值进行对比,误差在10%以内。研究表明:1)超声磨削可有效降低磨削区温度,降低幅值为24.1%;2)超声磨削可有效减少磨削残余拉应力,增加磨削残余压应力。所提出的预测超声干磨削残余应力的方法,对超声磨削的深入研究有借鉴参考价值。

关键词：超声磨削运动学硬化超声磨削残余应力仿真磨削温度测量

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料筒温度对超声塑化微制件充填质量的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第12期50卷 2969-2977页

作者：蒋炳炎张英平齐鹏程邹洋魏国猛吴旺青中南大学高性能复杂制造国家重点实验室

为研究料筒温度对超声塑化微制件充填质量的影响,采用瞬态热分析法研究不同料筒温度下超声塑化过程聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)温度场升温特性,并结合单因素实验法研究料筒温度对超声塑化微拉伸试验件充填率、充填长度、溢料现象的影响规律... 详细信息

为研究料筒温度对超声塑化微制件充填质量的影响,采用瞬态热分析法研究不同料筒温度下超声塑化过程聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)温度场升温特性,并结合单因素实验法研究料筒温度对超声塑化微拉伸试验件充填率、充填长度、溢料现象的影响规律。研究结果表明:提高料筒温度可明显缩短聚合物达到黏流温度所需的时间,提高聚合物熔体的最高温度,从而提高超声塑化微制件充填质量;当料筒温度为100℃时,聚合物颗粒完全熔融,制件充填率提高12.20%,制件长度提高16.00%,无明显烧焦及溢料现象;当料筒温度提高至180℃时,充填质量出现小幅度下降,制件出现烧黑与溢料现象。

关键词：超声塑化料筒温度微注射成型充填质量

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基于干扰观测器的磁通反馈式功率放大器

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中国电机工程学报 2012年第30期32卷 118-125+19页

作者：瞿田华周海波段吉安高性能复杂制造国家重点实验室(中南大学)

磁通反馈式功率放大器中存在的噪声、参数摄动以及其它非线性特征会影响磁悬浮效果。为了研究该问题,建立了磁通反馈式功率放大器及其负载电磁铁的仿真模型,其中引入了气隙变化对磁通生成模型的影响。针对单纯比例积分微分(proportion-i... 详细信息

磁通反馈式功率放大器中存在的噪声、参数摄动以及其它非线性特征会影响磁悬浮效果。为了研究该问题,建立了磁通反馈式功率放大器及其负载电磁铁的仿真模型,其中引入了气隙变化对磁通生成模型的影响。针对单纯比例积分微分(proportion-integral-differential,PID)控制应用在磁通反馈式功率放大器中会产生磁通稳态输出抖动的问题,设计了一个新型干扰观测器(disturbance observer,DOB)。新型DOB采用多路传感信号综合观测的方式减小反馈信号处的噪声干扰对观测值的影响,并获得了比常规DOB更加稳定的系统等效效果。仿真结果表明,结合新型DOB结构的PID反馈控制方法能够很好的抑制因模型参数摄动、模型非线性特征和噪声而造成的稳态磁通输出抖动,其控制效果优于单独PID控制方法。

关键词：磁悬浮系统磁通反馈功率放大器干扰观测器参数摄动

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SiC_(p)/Al复合材料高效低损伤加工技术研究进展

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工具技术 2025年第3期59卷 1-19页

作者：赵重阳韩基山王毅赵波唐进元河南理工大学机械与动力工程学院河南省焦作市454000 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室

铝基碳化硅(SiC_(p)/Al)复合材料在实际加工中存在加工效率低、刀具磨损严重和表面完整性差等问题,上述问题限制着SiC_(p)/Al在工程领域的应用。为实现SiC_(p)/Al的高效低损伤加工,本文从工艺参数的选择、界面冷却润滑、刀具选用及优化... 详细信息

铝基碳化硅(SiC_(p)/Al)复合材料在实际加工中存在加工效率低、刀具磨损严重和表面完整性差等问题,上述问题限制着SiC_(p)/Al在工程领域的应用。为实现SiC_(p)/Al的高效低损伤加工,本文从工艺参数的选择、界面冷却润滑、刀具选用及优化的角度出发,总结了传统机械加工的研究现状。从激光加工、电火花加工、超声辅助加工、磨料水射流加工、激光加热辅助加工以及电化学射流加工的研究现状出发,详述了各种加工方法的特点以及现阶段存在的突出问题。并从切削力、刀具磨损、材料去除形式、表面和亚表面损伤方面出发,论述了加工参数对表面完整性的影响规律。在总结现有加工方法研究现状的基础上,指出了多能场复合加工是改善SiC_(p)/Al切削性能、降低刀具磨损及表面损伤、提高加工精度和表面完整性的有效途径,也是未来的发展趋势。

关键词： SiC_(p)/Al复合材料表面完整性材料去除形式刀具磨损多能场复合加工

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