检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2601-2618页

作者：杨光宇张扬胡澜翔付一帆西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

翼型失速问题是风力机设计过程中需要重点考虑的气动现象,而引起失速的主要原因是附面层内流动能量不足,无法提供足够的附着力。利用翼型内部开槽,将大迎角状态时翼型下方的高动量气流引射进上部分离区可以有效解决这一问题。为了设计... 详细信息

翼型失速问题是风力机设计过程中需要重点考虑的气动现象,而引起失速的主要原因是附面层内流动能量不足,无法提供足够的附着力。利用翼型内部开槽,将大迎角状态时翼型下方的高动量气流引射进上部分离区可以有效解决这一问题。为了设计出具有更好气动特性的开槽翼型,研究了在不同宽度下2种不同形状的开槽对翼型气动特性的影响,通过观察不同开槽翼型的流场图和分析不同开槽翼型槽内、槽出口的气流流速,优化出具有更好气动特性的开槽翼型。经过优化设计的开槽翼型在深失速环境下,失速迎角增大了8°,相较于初始翼型,有了较大的气动性能的提升,并证明了开槽在较大迎角时有改善翼型气动特性的特征。

关键词：风力机翼型翼型失速斜置槽道边界层分离流速

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声致液滴失稳动力学研究

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物理学报 2024年第20期73卷 220-230页

作者：刘贺杨亚晶唐玉凝魏衍举西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学航天学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

声场中液滴稳定性理论的完善对超声雾化技术和超声悬浮技术的发展具有重要价值.本文通过实验、理论、数值模拟相结合的方式,研究了驻波声场(19.8 kHz)中的液滴失稳现象及其动力学机制.结果表明,随着声场强度的增大,液滴失稳模式由圆盘... 详细信息

声场中液滴稳定性理论的完善对超声雾化技术和超声悬浮技术的发展具有重要价值.本文通过实验、理论、数值模拟相结合的方式,研究了驻波声场(19.8 kHz)中的液滴失稳现象及其动力学机制.结果表明,随着声场强度的增大,液滴失稳模式由圆盘失稳转变为边缘锐化失稳,更重要的是,液滴在失稳过程中其赤道面扩张加速度存在自发增大的现象.经分析,本文揭示了液滴变形过程中其赤道处声辐射负压与长径比之间的正反馈机制,前者与后者的二次方成正比,阐明了液滴自加速失稳的形成原因.之后,建立了包含表面张力和考虑正反馈机制的声辐射压力的液滴界面平衡方程,最终得到了声致液滴失稳的无量纲判据,即当声韦伯数Wea≤1时,液滴界面保持平衡;Wea>1时,赤道声吸力大于表面张力,液滴发生失稳,该理论判据与实验结果吻合良好.

关键词：超声驻波液滴失稳动力学

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具有3D负泊松比结构填充的新型吸能盒设计与耐撞性研究

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西安交通大学学报 2024年第10期58卷 188-198页

作者：陆欢王小鹏陈天宁西安交通大学机械工程学院西安710049 机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

针对现有吸能盒结构形式单一、缓冲吸能效果有限的问题,在现有研究的基础上,将3D负泊松比结构填充到薄壁圆管中设计一种填充圆管型吸能盒,探索汽车吸能盒结构的新构型设计,改善吸能盒的缓冲吸能性能。首先,建立了3D负泊松比结构填充方... 详细信息

针对现有吸能盒结构形式单一、缓冲吸能效果有限的问题,在现有研究的基础上,将3D负泊松比结构填充到薄壁圆管中设计一种填充圆管型吸能盒,探索汽车吸能盒结构的新构型设计,改善吸能盒的缓冲吸能性能。首先,建立了3D负泊松比结构填充方管和圆管型吸能盒的几何模型,利用落锤冲击实验对3D打印加工的吸能盒样件进行了低速冲击,并建立了结构的低速冲击有限元模型,研究结果表明,结构的落锤实验结果与低速冲击仿真结果吻合较好,证明了结构低速冲击有限元模型的准确性;随后,基于有限元模型,对比分析了填充型方管、填充型圆管和原始方管吸能盒的耐撞性能,研究发现,相较于原始方管吸能盒和填充方管型吸能盒,填充圆管型吸能盒具有更低的初始峰值力、更高的平均碰撞力,综合耐撞性能更优异;最后,结合响应面方法和NSGA-Ⅱ算法,对填充圆管型吸能盒的耐撞性进行多目标优化,优化结果表明,优化后吸能盒的比吸能提高了14.7%,初始峰值应力降低了18.5%,综合耐撞性能得到了明显改善。该研究为负泊松比结构在汽车吸能盒上的应用探索提供了新的思路。

关键词：负泊松比结构吸能盒耐撞性优化设计

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叶片丢失后停车过程转子瞬态动力响应分析

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航空动力学报 2024年第5期39卷 190-197页

作者：刘畅徐自力霍施宇慕琴琴徐健西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 中国飞机强度研究所西安710089

为揭示叶片丢失后转子系统停车过程动力响应特征,研究了叶片丢失后叶盘转动惯量非对称性及停车过程变转速特征,建立了非对称变速转子瞬态动力响应分析模型,对叶片丢失后转子系统停车过程瞬态响应进行了分析。结果表明:叶片丢失瞬间及转... 详细信息

为揭示叶片丢失后转子系统停车过程动力响应特征,研究了叶片丢失后叶盘转动惯量非对称性及停车过程变转速特征,建立了非对称变速转子瞬态动力响应分析模型,对叶片丢失后转子系统停车过程瞬态响应进行了分析。结果表明:叶片丢失瞬间及转子过共振区,转子系统的瞬态振动响应加剧,并伴有横向固有振动。当转动惯量非对称比例为0.2时,转子系统响应峰值与不考虑轮盘非对称性相差58%。因此,对于大质量叶片或多叶片丢失情况,轮盘转动惯量非对称性就不能忽略,表明所建转子动力学模型可以有效分析大非对称转子停车过程复杂振动响应特征。

关键词：非对称转子变转速冲击效应叶片丢失动力学响应

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基于多模式超声成像的CFRP冲击损伤无损表征与冲击后压缩强度预测

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航空学报 2023年第1期44卷 296-306页

作者：张伟王彬文樊俊铃詹绍正焦婷杨宇中国飞机强度研究所西安710065 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

为实现含冲击损伤复合材料层板损伤特性和剩余强度的定量无损表征,提出了一种基于多模式超声成像的CFRP层板冲击损伤表征与冲击后压缩强度预测方法。首先,基于相控阵超声多模式成像技术获得了不同冲击载荷下AC631/CCF800H双马来酰亚胺... 详细信息

为实现含冲击损伤复合材料层板损伤特性和剩余强度的定量无损表征,提出了一种基于多模式超声成像的CFRP层板冲击损伤表征与冲击后压缩强度预测方法。首先,基于相控阵超声多模式成像技术获得了不同冲击载荷下AC631/CCF800H双马来酰亚胺树脂基复合材料层板分层损伤的位置、尺寸和分布信息,随后,以层析C扫描图像为基础,引入等效开孔体积对其冲击后压缩强度进行了预测。结果表明:相控阵超声B扫描、声程C扫描和层析C扫描等多种成像模式相结合,能够有效描述层板内部分层损伤的形貌、尺寸及三维空间分布特征;与凹坑深度拟合和最大开孔体积拟合等传统方法相比,基于层析C扫描图像的等效开孔体积与CFRP层板的冲击后压缩强度相关性更大,预测结果也更为精确。相关研究成果可为复合材料冲击损伤过程精细化分析和材料力学性能定量无损表征提供一定的借鉴和参考。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料冲击损伤冲击后压缩强度多模式超声成像无损表征

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框架薄壁类结构压电分流阻尼多模态减振试验研究

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振动与冲击 2023年第16期42卷 101-109,146页

作者：刘亚宁周嘉明董龙雷刘建赵建平西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

以四边固支铝合金板(框架薄壁类结构)为研究对象开展了基于压电分流阻尼电路的多模态减振试验研究。首先,开展扫频激励下单压电片单模态减振试验,电路最优参数试验结果与理论计算结果相互吻合,同时发现电路最优参数可在一个区间内取值,... 详细信息

以四边固支铝合金板(框架薄壁类结构)为研究对象开展了基于压电分流阻尼电路的多模态减振试验研究。首先,开展扫频激励下单压电片单模态减振试验,电路最优参数试验结果与理论计算结果相互吻合,同时发现电路最优参数可在一个区间内取值,而不需要与理论计算值保持绝对一致,表明压电分流阻尼电路具有良好的工程实用性;然后,基于阻塞电路开展了扫频激励下多模态减振试验,通过多个压电片实现了20~2 000 Hz内振动能量下降20.2%的减振效果,同时在一些主要模态频率处峰值控制效果可达63%,试验充分验证了多压电片多模态减振的可行性;最后,在噪声载荷激励下开展了多模态电路减振试验,在20~2 000 Hz内铝合金板三个位置处加速度响应的均方根值分别降低了19.1%,18.2%,15.3%,在648 Hz处峰值分别下降了34.1%,33.3%,31.0%。试验结果表明,多模态电路在实际工程载荷条件下仍然具有一定的减振能力。

关键词：压电分流阻尼多模态振动控制阻塞电路噪声激励薄壁结构

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双箭头负泊松比材料与结构抗冲击防护性能及应用

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振动与冲击 2023年第22期42卷 241-247,311页

作者：闫鹏赵桂平西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

双箭头蜂窝(double arrowhead honeycombs,DAH)结构具有负泊松比特性,是力学超材料的一种。该研究采用有限元数值模拟对不同相对密度的DAH材料吸能特性进行分析,发现随着相对密度增加DAH材料的比吸能指标逐渐下降。通过建立DAH缓冲材料... 详细信息

双箭头蜂窝(double arrowhead honeycombs,DAH)结构具有负泊松比特性,是力学超材料的一种。该研究采用有限元数值模拟对不同相对密度的DAH材料吸能特性进行分析,发现随着相对密度增加DAH材料的比吸能指标逐渐下降。通过建立DAH缓冲材料防护结构碰撞模型研究其在撞击刚性地面的过程中具有负泊松比的DAH对结构冲击能量的吸收及对内部物体动态响应的消减。结果表明,DAH缓冲材料能够吸收冲击过程中大量能量,使内部被保护物体动态响应幅值减小。同时,给出了不同相对密度DAH缓冲材料防护结构在碰撞时临界速度的确定方法。

关键词：双箭头蜂窝(DAH) 冲击响应负泊松比防护结构数值模拟

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地面效应影响下的高速火箭橇气动特性数值与风洞试验研究

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计算力学学报 2023年第2期40卷 314-322页

作者：赵鹏刚刘振党天骄孙亚川孙也西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

精确预示地面效应下高速火箭橇的气动特性及流场规律对高速火箭橇的设计和评估具有重要意义。本文应用有限体积方法,研究了湍流模型对火箭橇气动特性计算精度的影响,建立了基于realizable k-ε湍流模型的火箭橇气动特性的高精度数值计... 详细信息

精确预示地面效应下高速火箭橇的气动特性及流场规律对高速火箭橇的设计和评估具有重要意义。本文应用有限体积方法,研究了湍流模型对火箭橇气动特性计算精度的影响,建立了基于realizable k-ε湍流模型的火箭橇气动特性的高精度数值计算方法;结合风洞试验方法,研究了雷诺数和地面效应对高速火箭橇流场流动规律的影响,分析了火箭橇气动特性。结果表明,火箭橇阻力系数随雷诺数增大而减小,升力系数和俯仰力矩系数随雷诺数增大而增大,但雷诺数对高速火箭橇气动特性的影响较小;地面效应会使火箭橇流场发生激波-激波干扰、激波-边界层干扰和激波反复反射等复杂气动现象,大幅提升了火箭橇的升力系数和俯仰力矩系数,但对阻力系数的影响较小。研究为高速火箭橇气动外形的设计及运动稳定性的评估提供依据。

关键词：高速火箭橇风洞试验有限体积法雷诺数地面效应

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含局部缺陷的成对角接触球轴承接触载荷分析

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航空动力学报 2024年第9期39卷 348-363页

作者：许恩典徐腾飞杨利花李子航胡禧龙王浩泽西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室西安710049 西安交通大学航天航空学院西安710049

建立了外滚道含局部缺陷的成对角接触球轴承(DACBBs)准静态力学模型,并考虑了缺陷深度、周向宽度以及轴承的时变特性。在此基础上,对纯径向和联合载荷两种工况下局部缺陷的尺寸和位置对DACBBs内部接触载荷的影响进行了系统研究。结果表... 详细信息

建立了外滚道含局部缺陷的成对角接触球轴承(DACBBs)准静态力学模型,并考虑了缺陷深度、周向宽度以及轴承的时变特性。在此基础上,对纯径向和联合载荷两种工况下局部缺陷的尺寸和位置对DACBBs内部接触载荷的影响进行了系统研究。结果表明:接触载荷对缺陷非常敏感,当左右列轴承分别或共同含局部缺陷时,轴承两列的载荷分布有较大差异。含缺陷的那列轴承载荷分布会产生局部突变现象,突变的幅值和宽度随缺陷尺寸的增大而增大,而不含缺陷的另一列轴承突变很小。另外,成对轴承应视为整体进行研究分析,不同安装方式下,缺陷产生的影响也有较大差异。当前研究对揭示DACBBs的失效机制、可靠性分析以及设计具有重要意义。

关键词：成对角接触球轴承(DACBBs) 局部缺陷接触载荷分布接触角分布安装方式

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不同轴向游隙下涡轮泵球轴承动态特性研究

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西安交通大学学报 2023年第7期57卷 101-110页

作者：龚志诚徐自力王珺黄金平西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安航天动力研究所西安710100

针对不合理的轴向游隙会恶化轴承的工作环境、降低轴承寿命并影响到涡轮泵球轴承-转子系统的稳定运行的问题,根据轴向游隙与接触角间的数学关系,将轴向游隙引入轴承部件的几何分析中,并基于Hertz接触定理和各部件间的相互作用,建立了考... 详细信息

针对不合理的轴向游隙会恶化轴承的工作环境、降低轴承寿命并影响到涡轮泵球轴承-转子系统的稳定运行的问题,根据轴向游隙与接触角间的数学关系,将轴向游隙引入轴承部件的几何分析中,并基于Hertz接触定理和各部件间的相互作用,建立了考虑轴向游隙的涡轮泵球轴承动态特性计算模型。依据部件间变形几何关系进行变量缩减,简化了解析形式刚度矩阵的建立流程,降低了迭代计算的复杂度。以涡轮泵某型号球轴承为例,对不同载荷工况下轴向游隙对接触载荷、刚度和旋滚比的影响进行计算分析。计算结果表明:当轴向游隙增大,滚球与内、外滚道间的接触载荷均会降低,轴向刚度增大,径向刚度减小,所有滚球旋滚比均会升高,各滚球旋滚比之间的差异也会增大;当轴承所受径向力较大或转速较高时,轴向游隙越大,轴承刚度和旋滚比随外载荷改变而变化的程度越明显。所建立的模型和动力学典型算例的计算结果偏差最大不超过2.02%,整体偏差较低,证明了所建立的模型在轴承动态参数计算上的有效性和稳定性,同时也表明了在数值求解及迭代矩阵建立上采取的简化措施是可行的。

关键词：涡轮泵球轴承轴向游隙接触角刚度旋滚比

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