预变形对多层钢板支撑转子运动稳定性的影响

多层波纹钢板阻尼器支撑转子系统是利用干摩擦作用实现阻尼减振.阻尼器装配时的预压缩变形影响转子的运动稳定性.文中基于李雅普诺夫线性化理论对转子系统的运动稳定性进行研究,得出系统平凡解的稳定条件,并给出应用实例.结果表明,根据预变形处的迟滞回线计算能判断转子系统的运动稳定性.     

转子干摩擦阻尼器及其减振机理

建立了用于转子系统的干摩擦阻尼器的结构模型和力学模型 ,分析了带干摩擦阻尼器转子的运动 ,探明了干摩擦阻尼器的阻尼效果和镇定机理 ,给出了确定干摩擦阻尼器镇定边界的能量平衡方法。分析结果表明 ,干摩擦阻尼器可用于转子系统减振和失稳振动的镇定     

刀具颤振抑制用机械阻尼器的理论分析及数值模拟

为了抑制高速铣削中的颤振影响,提出在刀具中心插入一个分层梁结构机械阻尼器,依靠刀具与阻尼器间的相对运动产生的摩擦阻尼,以耗散振动能量.通过理论分析和数值模拟的方法分别计算了接触压力和阻尼耗散功率,并对两种结果比较分析,找出了造成结果差异的主要原因.     

弹性支承干摩擦阻尼器减振实验研究

建立了弹性支承干摩擦阻尼器实验装置,验证了弹支干摩擦阻尼器的可行性和有效性。干摩擦阻尼器由弹性支承、两个摩片、弹簧以及固定支承组成。摩片之一固定在弹性支承的一端,另一摩片置于固定支承,通过弹簧压紧。摩片之间通过弹簧提供压紧力保持接触。弹性支承内有一轴承,支持转子的一端。干摩擦阻尼器工作方式如下,如果转子不振动,弹性支承静止,所以摩片之间没有相对位移,也就不产生摩擦;如果转子振动,弹性支承端面的摩片与固定支座上的摩片之间产生相对位移,这样两摩片之间的摩擦将为转子系统提供阻尼。实验结果证明干摩擦阻尼器可以明显地降低通过临界转速时的转子振动,它是一种用于转子系统的新型的有前途的阻尼器。     

含干摩擦耗散结构的非线性模态分析方法研究

建立了含干摩擦耗散特性的阻尼器结构非线性模态高效分析方法。以干摩擦梁模型为例,综合采用多谐波平衡法及雅可比矩阵快速计算方法,实现含干摩擦梁模型的非线性模态高效分析,提出通过模态应变能法对非线性模态阻尼比计算结果进行验证的技术途径。结果表明：所建立的含干摩擦耗散特性结构的非线性模态高效分析方法能够有效揭示非线性模态频率与非线性模态阻尼比的振幅相关特性,可以直接评估干摩擦阻尼能力,为后期干摩擦装置的动力学设计和优化提供理论指导。     

金属橡胶材料干摩擦阻尼的产生机理及力学模型

金属橡胶材料干摩擦阻尼、非线性刚度的产生机理是一个较为复杂的问题,其内部存在大量的干摩擦接触,通过螺旋型金属丝相互摩擦接触来损耗振动能量。干摩擦阻尼与物体表面的微观结构密切相关,从微观角度分析了金属橡胶材料干摩擦阻尼的产生机理,欲准确地揭示干摩擦阻尼的减振规律,还必须正确的提出描述干摩擦规律的数学模型。由于金属橡胶客观存在不光滑的非线性泛函本构关系,使得含有干摩擦环节的金属橡胶结构的响应计算问题非常困难。介绍了关于两固体接触表面间的干摩擦问题的四种数学模型,即Sgn摩擦模型、滞迟模型、动态系统中干摩擦力的数值计算模型、三次非线性粘性阻尼双线性滞迟模型,这四种模型为后人在该领域的继续研究奠定了坚实的理论基础。     

颗粒阻尼器损耗因子外因特性研究

对稳态能量流法测量阻尼损耗因子的原理进行了推导,采用稳态能量流法对某型颗粒阻尼器的阻尼损耗因子进行了实验研究。对粘贴有该颗粒阻尼器的钢板进行了振动仿真分析与实验相结合的研究,验证了稳态能量流法测量损耗因子方法的正确性。实验结果表明,该颗粒阻尼器的阻尼损耗因子随加速度变化呈现明显的“分段表征”特性,随频率变化呈现明显的“山脊”特性。对颗粒阻尼器表现出该特性的原因进行了理论分析。     

干摩擦阻尼叶片周期振动响应的解析计算

研究一个描述干摩擦阻尼器叶片振动的质量-弹簧-阻尼器振动系统。阻尼器摩擦力由黏滞模型描述,由接触面滑动或黏滞状态决定。将滞后摩擦力分为四个阶段,从而得到各个阶段上的线性振动系统,给出求干摩擦阻尼叶片周期响应的解析公式。计算表明,阻尼端压力取适当值时,阻尼器会处于最优的摩擦接触状态,获得较好减振效果。同时引入阻尼器处对叶片还起到调频作用,也可以起到使激振频率避开共振频率的作用,减小振动幅值。     

电流变阻尼器的频率自适应减振控制

在分析了影响电流变阻尼器的粘性阻尼和屈服阻尼的诸多因素后，提出利用多层电极结构来扩大阻尼器的可控范围。研制了一套可测试电流变阻尼器阻尼系数、响应时间和耗散功率的静特性测试系统。为了充分利用阻尼器的可控范围，对阻尼器与减振系统的匹配设计进行了研究。针对电流变阻尼器的阻尼力具有非线性的特点，提出了以平均阻尼匹配减振系统最佳被动阻尼的设计准则。最后利用电流变阻尼器对双层隔振系统，以正弦扫频信号作为激励，通过在线主导频率的识别，进行了自适应阻尼减振控制试验，结果表明共振频率和高频的振幅减振效果均达到３０％以上。     

不平衡量对非线性转子-挤压油膜阻尼器系统临界转速影响的研究

对动力涡轮转子这种柔性细长轴超临界转子进行动平衡时,需要知道知道转子运行的模态信息以及动平衡影响系数。基于ANSYS有限元分析软件建立了动力涡轮转子-挤压油膜阻尼器的动力学模型,提出了一种考虑阻尼器偏心率和转速变化的变刚度阻尼系数不平衡谐响应计算方法。通过计算发现:由于挤压油膜阻尼器的非线性特性,会导致转子系统的临界转速随着不平衡量的增加而明显增加。同时,这也导致了同一位置、同一转速下,动平衡影响系数也会随着不平衡量的变化而变化。在进行这类转子动平衡时,需高度重视这2种现象。     

缘板干摩擦阻尼叶片振动计算的传递矩阵法

为了研究带缘板干摩擦阻尼器叶片的振动问题,本文将用于链状结构系统的传递矩阵法引入到板状结构的叶片振动计算之中。简化叶片结构的物理模型、推导各种站型的传递矩阵,并用算例说明传递矩阵法在模型叶片振动计算的应用。用ANSYS有限元对叶片振动进行计算,以验证传递矩阵方法及计算结果的正确性。计算结果表明:传递矩阵法能够用于叶片振动计算;采用缘板干摩擦阻尼器对叶片的减振效果显著。     

Aero‐elastic bearing effects on rotor dynamics: a numerical analysis

In recent decades, numerous models for airfoil bearings have been developed. However, these models are not sufficiently accurate for rotor response prediction in the presence of nonlinearities. It is essential to control the instabilities due to the nonlinear behaviour in order to quantify the energy dissipation in the bearings. By means of a variational approach, the flexible structure is modelled as a thin medium subject to a compressible fluid pressure, under isothermal conditions, in the laminar and turbulent regimes. The model is constructed using the finite element method for the structure response. Internal dry friction is taken into account with Coulomb's law and an updated Lagrangian method. The structure model is coupled with Reynolds equation to obtain the rotor displacement, using the equations of motion for the complete mechanical system. This work is performed to show the influence of the thin structure approach on the rotor behaviour and the field pressure. The link between deflection of the bumps and dry friction is established. The structure buckling is increased by both friction between the sheets and energy dissipation. A second objective is to identify the subsynchronous frequencies in order to establish the relevance of the new airfoil model for nonlinear and instability investigations. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Minimum Film Thickness in a Gas Foil Journal Bearing with an Unbalanced Rotor

A gas-lubricated foil journal bearing consists of a compliant metal shell structure that supports a rigid journal or rotor by means of a gas film. The response of this system to the periodic forces of an unbalanced rotor supported by a single bearing is predicted using perturbation analysis. The foil structure and the gas film are modeled with an analytically perturbed finite element approach to predict the rotor dynamic coefficients. A dynamic model of the rotor is used to predict periodic journal motion. The perturbation analysis is then used with the periodic response of the rotor to calculate periodic changes in the gas film thickness. Other quantities such as the gas film pressure and the foil deflection can also be calculated. The model includes bending and membrane effects in the top foil, coupled radial and circumferential deflections in the corrugated sub-foil, and the equivalent viscous dissipation of Coulomb friction effects in the foil structure. The approach is used to investigate the effects of top-foil thickness on minimum film thickness in a bearing.     

空调转子压缩机摩擦噪声的有限元分析

为探讨空调转子压缩机摩擦噪声的产生机制,提出一种利用有限元软件对空调压缩机相关摩擦副进行摩擦噪声预测的方法.利用复特征值分析法对空调转子压缩机摩擦系统的有限元模型进行模态分析,获得摩擦系统的固有频率以及相应振型的变化特性,据此推断可能导致摩擦噪声的频率.有限元模型计算结果与实测数据具有很好的一致性,验证了该预测方法的有...     

考虑摩擦因数与滑动速度相关时的轮轨滚动接触有限元分析

使用与滑动速度相关的摩擦因数替代库伦摩擦定律中的常系数,结合mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,分析牵引力主导的蠕滑工况下的干燥状态的轮轨滚动接触特性。通过与摩擦因数取值为常数的轮轨滚动接触分析结果对比发现:与滑动速度相关的摩擦因数对轮轨滚动接触最大接触应力和接触斑面积影响不大,均在1%以内;但是对轮轨接触斑内最大Mises应力、最大纵向切应力、最大横向切应力和最大等效塑性应变影响较大,特别是对最大纵向切应力影响幅度近20%;更需要引起注意的是对轮轨滚动接触摩擦力矢量分布和切向塑性应变分布影响明显,这对轮轨滚动接触疲劳损伤分析非常重要。     

金属橡胶环形隔振器弹性阻尼性能的计算

利用金属环形元件弹性模量的计算方法，推导出金属椽胶环形隔振器弹性模量的计算公式，并通过了实验验证。通过对大量实验结果的分析，推导出金属橡胶环形隔振器平均刚度、内摩擦力及能量耗散系数与金属丝直径、环形隔振器的几何参数、金属橡胶元件的相对密度之间的关系。基于弹性迟滞同线的形成原理，建立了该种隔振器的弹性迟滞回线的数学模型，并通过了实验验证。借助该数学模型和有限元计算方法，可以直接求得任意金属橡胶环形隔振器的弹性阻尼性能，大大减少了实验工作量。