检索结果-内蒙古大学图书馆

摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 677-685页

作者：阎贝郭金道任乔睿闫柯长安大学工程机械学院陕西西安710064 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710049 沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁沈阳110136

高速轴承套圈表面添加沟槽是提升轴承润滑效率的有效手段.针对高速旋转套圈表面沟槽对润滑油流动的引导机理和影响规律研究,本文中通过可视化仿真和试验研究,监测对比了润滑油在轴承光滑内圈和带沟槽内圈表面的流动行为,基于内圈滚道内... 详细信息

高速轴承套圈表面添加沟槽是提升轴承润滑效率的有效手段.针对高速旋转套圈表面沟槽对润滑油流动的引导机理和影响规律研究,本文中通过可视化仿真和试验研究,监测对比了润滑油在轴承光滑内圈和带沟槽内圈表面的流动行为,基于内圈滚道内润滑油流量评估沟槽结构对润滑油的导向效果,最后通过轴承乏油状态下的温升试验验证了分析结果的合理性.结果表明,与光滑内圈相比,具有不同凹槽结构的内圈可能会增强/减弱润滑介质流动,合理/不合理的沟槽设计存在提高/降低轴承润滑效率的可能.

关键词：高速轴承沟槽结构润滑增效可视化试验数值仿真

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基于CSES和MED的滚动轴承微弱故障特征提取

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振动．测试与诊断 2021年第4期41卷 660-666,827页

作者：康伟朱永生闫柯任智军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对高噪声条件下,联合平方包络谱(combined squared envelope spectrum,简称CSES)方法容易受频带内噪声和其他频带特征的干扰,导致对滚动轴承微弱故障特征提取困难的问题,提出了一种结合CSES和最小熵解卷积(minimum entropy deconvolut... 详细信息

针对高噪声条件下,联合平方包络谱(combined squared envelope spectrum,简称CSES)方法容易受频带内噪声和其他频带特征的干扰,导致对滚动轴承微弱故障特征提取困难的问题,提出了一种结合CSES和最小熵解卷积(minimum entropy deconvolution,简称MED)的滚动轴承微弱故障特征提取方法。首先,使用谱峭度选择不同频带-滤波后的信号;其次,对所选信号进行MED滤波,增强频带内的故障特征;最后,依据CSES原理,计算上一步滤波后信号的平方包络频谱并进行归一化,将其合并得到故障特征明显的强化包络谱。仿真与试验结果表明,该方法能够有效提取滚动轴承的微弱故障特征。

关键词：滚动轴承谱峭度最小熵解卷积联合平方包络谱

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滚动轴承运动-接触精确建模与二次开发

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西安交通大学学报 2021年第8期55卷 33-41页

作者：马帅军闫柯张晓红王明凯朱永生洪军西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对目前商业软件在轴承动力学分析中接触求解精度不足的问题,提出了一种基于全局坐标系的轴承动力学仿真建模方法。以角接触球轴承为研究对象,利用刚体动力学理论,解析了轴承各个零件的瞬态几何位置关系;结合经典的赫兹接触与弹流动压... 详细信息

针对目前商业软件在轴承动力学分析中接触求解精度不足的问题,提出了一种基于全局坐标系的轴承动力学仿真建模方法。以角接触球轴承为研究对象,利用刚体动力学理论,解析了轴承各个零件的瞬态几何位置关系;结合经典的赫兹接触与弹流动压润滑理论,构建了轴承组件的动力学微分方程;采用位移求解计算精度高的GSTIFF I3算法对建立的动力学微分方程进行快速求解,通过分析任一瞬态下各个零件的受力状态,实现了轴承组件间高副接触过程的精确解析。通过与经典理论对比,该模型的接触力仿真误差为0.82%;通过与不同转速及不同预紧力下保持架的实验测量转速对比,该模型的转速仿真误差不超过0.5%。本文所提方法显著提升了轴承接触与运动特征的分析精度,为滚动轴承的工程设计及状态建模预测等提供了准确高效的计算手段。

关键词：角接触球轴承精确接触建模全局坐标系二次开发

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LNG低温真空管道真空度测试试验台设计与应用

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真空科学与技术学报 2023年第11期43卷 925-930页

作者：王强李纪虎高文智刘凯高奇曾群锋榆林市特种设备检验检测院榆林719000 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了研究温度变化对液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的影响,文章基于表面温度法与温度场原理测量真空度的方法,设计出了一套基于温度法的高精度测量LNG低温真空管道真空度试验台。该低温真空管道真空度测试试验台以高真空多层绝热作... 详细信息

为了研究温度变化对液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的影响,文章基于表面温度法与温度场原理测量真空度的方法,设计出了一套基于温度法的高精度测量LNG低温真空管道真空度试验台。该低温真空管道真空度测试试验台以高真空多层绝热作为绝热方式、以多层反射层和隔热层组成的保温层作为绝热材料、以奥氏体不锈钢作为低温绝热管道的材料、以5A分子筛作为吸附残余气体的吸附剂,以低温液体容器、模拟服役管道、低温液体缓冲区、真空度和温度测试单元模拟实际中的真空管道,只需要通过测量真空管道外管外壁温度及对应的环境温度,获得其真空度。文章所设计的LNG低温真空管道真空度测试试验台攻克了目前真空管道中无法直接测量管道真空度的难题。

关键词：液化天然气低温管道真空度测量测试试验台

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均化接触应力的双线性材料刚度优化设计

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机械工程学报 2022年第1期58卷 212-220页

作者：周意葱林起崟张宁静洪军杨楠西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

装配连接界面是承载和保障机械装备实现既定功能的载体,其连接界面接触应力分布均匀性是影响机械装备磨损、疲劳、裂纹的关键因素,对机械装备高性能服役具有“锚定”作用。为改善连接界面接触应力分布均匀性,开展了材料刚度优化设计研... 详细信息

装配连接界面是承载和保障机械装备实现既定功能的载体,其连接界面接触应力分布均匀性是影响机械装备磨损、疲劳、裂纹的关键因素,对机械装备高性能服役具有“锚定”作用。为改善连接界面接触应力分布均匀性,开展了材料刚度优化设计研究。首先,以接触应力方差为目标函数,以弹性模量为设计变量,基于渐进优化原理,构建了一种材料刚度优化设计方法。然后,分别针对有无摩擦工况下两个典型接触问题开展了材料刚度优化设计。结果表明,材料刚度优化可大幅降低接触应力方差,验证了本方法在提升连接界面接触应力分布均匀性上的有效性。进一步研究不同问题、不同摩擦因数取值下摩擦行为对优化结果的影响,发现摩擦行为的影响程度大小与问题边界、约束等情况密切相关。

关键词：装配连接界面接触应力分布均匀性材料刚度优化设计摩擦行为影响

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隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法

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西安交通大学学报 2022年第1期56卷 85-95页

作者：孙鹏飞张跃尹鹏刘宏磊李宝童西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为实现多孔单胞构型对多孔结构功能特性的调控,提出隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法。在三周期极小曲面隐式水平集函数中引入罚函数,保证小体积分数下曲面的连续性。对惩罚的隐式函数线性加权构造混合水平集函数,实现多孔结构混... 详细信息

为实现多孔单胞构型对多孔结构功能特性的调控,提出隐式曲面梯度多孔结构拓扑优化设计方法。在三周期极小曲面隐式水平集函数中引入罚函数,保证小体积分数下曲面的连续性。对惩罚的隐式函数线性加权构造混合水平集函数,实现多孔结构混合参数化建模。采用数值均匀化法评估多孔结构的宏观等效弹性属性,并通过径向基插值函数构建等效弹性张量关于混合权重因子的显式表达式。以混合权重因子为设计变量,建立柔度最小化拓扑优化模型并采用优化准则法求解。引入Heaviside函数建立高阶连续插值模型,保证梯度多孔结构的高阶连续性。数值案例和实验结果表明,相比于均布多孔结构,所设计的梯度多孔结构的鲁棒性和承载特性更优,且不同单胞构型的梯度多孔结构功能特性相异。所提方法能有效应用三周期极小曲面梯度多孔结构设计,实现多孔单胞构型对结构功能特性的调控,丰富了多孔结构的力学内涵。

关键词：拓扑优化三周期极小曲面梯度多孔结构数值均匀化法混合水平集函数

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复杂热流承载结构拓扑优化设计研究

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机械工程学报 2024年第13期60卷 92-121页

作者：李宝童刘策洪军刘庆芳史萌李开泰西安交通大学现代设计与转子-轴承系统教育部重点实验室西安710049 西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学数学与统计学院西安710049

随着多领域高端装备的快速升级与发展,迫切需要面向复杂服役工况的高性能热流承载结构优化设计。然而,缺乏热流耦合物理场的高效求解手段以及考虑复杂边界条件的热流承载结构设计能力不足仍是制约装备更新换代速度和质量的两大关键问题... 详细信息

随着多领域高端装备的快速升级与发展,迫切需要面向复杂服役工况的高性能热流承载结构优化设计。然而,缺乏热流耦合物理场的高效求解手段以及考虑复杂边界条件的热流承载结构设计能力不足仍是制约装备更新换代速度和质量的两大关键问题。因此,提出了一种新的无网格粒子方法——等几何粒子流体动力学方法(NURBS-based particle hydrodynamics,NBPH)。通过配置真伪粒子,基于非均匀有理B样条(Non-uniform rational B-splines,NURBS)基函数的插值构建粒子通讯,缓解了偏微分方程数值求解质量与分析域离散化程度之间的强耦合关系,提升了算法的计算效率。其次,将所提出的NBPH方法与固体各向同性材料惩罚(Solid isotropic material with penalization,SIMP)方法结合,搭建了一种新的无网格法拓扑优化框架——NBPH-topology Optimization,用于复杂热流场景的优化设计。根据体素分布构造了粒子流动阻力场,实现了流场与结构场的关联,通过求解连续伴随灵敏度,指导结构拓扑的连续演化。为了验证NBPH-TO框架的有效性和鲁棒性,研究了液冷和风冷两大典型散热场景,完成了优化设计与实验验证,结果表明该研究为复杂热流承载结构拓扑优化设计提供了可行的解决方案和有效的数值工具。

关键词： NBPH SIMP 无网格法拓扑优化热流耦合

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织构化钛合金减阻及耐腐蚀性能分析

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航空制造技术 2023年第20期66卷 14-19页

作者：曾群锋田一伟何万军林乃明西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 太原理工大学太原030024

寻找适合于航行体表面的新型防污减阻手段长期以来都是航行体研究领域的热点。钛合金具有密度小、比强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,被广泛用于航行体外壳、桨叶等结构。在钛合金实现表面微织构减阻具有广泛的应用前景和重要的研究... 详细信息

寻找适合于航行体表面的新型防污减阻手段长期以来都是航行体研究领域的热点。钛合金具有密度小、比强度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,被广泛用于航行体外壳、桨叶等结构。在钛合金实现表面微织构减阻具有广泛的应用前景和重要的研究意义。本研究在TC4钛合金表面制造出具有连续结构的表面微织构,通过光镜观察、激光光聚焦观察等方式对其表面形貌进行表征,并采用悬挂位移式阻力测试法和电化学腐蚀磨损试验分析表面织构在一定流速下的减阻效果及耐腐蚀性能。试验结果表明,与光滑表面相比,具有一定连续性结构的非光滑表面能够减小流体的表面摩擦阻力;合理的表面微织构能显著减小钛合金材料表面摩擦系数,降低摩擦阻力,同时降低摩擦腐蚀电位,提高航行体结构在海洋环境下的耐腐蚀能力与工作寿命。

关键词：钛合金表面织构减阻腐蚀磨损仿生

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考虑支点变形和摩擦的可倾瓦轴承动力学特性研究

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振动与冲击 2022年第20期41卷 61-67,167页

作者：金英泽袁小阳大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对球形支点可倾瓦轴承(tilting-pad journal bearing,TPJB)瓦块与支点滑动接触问题,采用紊流雷诺方程、赫兹接触理论和库伦摩擦定律建立了考虑支点弹性力和摩擦力矩的可倾瓦轴承系统非线性动力学模型和分析方法,研究了支点变形和摩擦... 详细信息

针对球形支点可倾瓦轴承(tilting-pad journal bearing,TPJB)瓦块与支点滑动接触问题,采用紊流雷诺方程、赫兹接触理论和库伦摩擦定律建立了考虑支点弹性力和摩擦力矩的可倾瓦轴承系统非线性动力学模型和分析方法,研究了支点变形和摩擦对水润滑可倾瓦轴承轴心轨迹、瓦块振动响应和最小液膜厚度等动力学特性的影响,揭示了支点半径比和支点摩擦因数对轴承性能的影响规律。结果表明:支点变形可使系统振幅和最小膜厚皆增大;支点摩擦可使系统振幅减小,对最小膜厚影响较小且与动载大小有关;增大支点半径比和支点摩擦因数有利于降低系统振幅;当支点半径比为0.96~0.97、支点摩擦因数为0~0.15时,轴承有较高的承载能力。研究结果对球形支点可倾瓦轴承精确建模和优化设计有参考价值。

关键词：可倾瓦轴承(TPJB) 支点变形支点摩擦动力学特性

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基于改进DBNs的三维叶尖间隙叶片裂纹诊断方法

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振动．测试与诊断 2022年第2期42卷 213-219,402页

作者：黄鑫张小栋张英杰熊逸伟刘洪成祝珂西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对航空发动机结构复杂、干扰因素多、叶片裂纹特征提取困难及难以精确诊断等问题,提出一种基于改进深度信念网络(deep belief networks,简称DBNs)的三维叶尖间隙叶片裂纹特征提取与诊断方法。首先,根据DBNs重构误差的传递规律,通过全... 详细信息

针对航空发动机结构复杂、干扰因素多、叶片裂纹特征提取困难及难以精确诊断等问题,提出一种基于改进深度信念网络(deep belief networks,简称DBNs)的三维叶尖间隙叶片裂纹特征提取与诊断方法。首先,根据DBNs重构误差的传递规律,通过全局反向重构(global back-reconstruction,简称GBR)机制构建一种能自适应调节深度的DBNs,以避免深层特征退化导致的特征表征能力不足的问题;其次,利用改进DBNs从叶片三维叶尖间隙中自适应学习深层裂纹特征;最后,采用Softmax回归模型建立深层特征与叶片裂纹间的复杂映射,实现叶片裂纹精确诊断。叶片裂纹诊断试验结果表明:所提方法能有效提取叶片裂纹特征,平均诊断精度达到98.43%,标准差仅为0.092%,具有较好的稳定性和泛化能力,能有效实现叶片裂纹诊断。

关键词：航空发动机叶片三维叶尖间隙深度信念网络特征提取故障诊断

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