航空发动机叶片脱落的非线性瞬态动力学研究

航空发动机叶片脱落(Fanbladeout,FBO)的研究是在整机结构可靠性及安全性设计阶段必须解决的重要问题。涡扇叶片由于疲劳断裂或外物撞击而断裂,转子系统在巨大不平衡力作用下产生较大涡动,进而使得叶片的尖端与机匣发生碰撞及摩擦等。保留涡扇叶片进行瞬态动力学分析是创新点,具体思路是将FBO问题分成三部分进行分析,首先是研究多支撑变截面转轴的临界转速和瞬态不平衡响应,接下来是研究叶片尖端受到冲击载荷时叶片的瞬态响应及其根部载荷的变化,最后是将转轴与涡扇叶片连接在一起进行瞬态动力学分析,得到转子系统任意一点的瞬态响应及其减速曲线。通过对参数的修改可以针对不同型号的航空发动机和燃气轮机进行瞬态响应分析,最终形成通用的分析叶片与机匣碰摩的理论模型。     

高职院校软件开发类课程的教学研究与实践

高职教育的的本质是培养能够适应某个职业领域的某个岗位上一线需要的高端技能型专门人才,随着我国总体经济的不断发展,计算机软件等专业人才的需求量急剧增加,面对新形势,高职院校如何提高软件开发类课程的教学质量,培养出优秀的、适应企业需求的软件开发人才就显得尤为重要。     

基于导波的圆柱结构损伤识别方法

为实现基于导波的旋转圆柱结构的无损检测,提出一个圆柱模型和相应的损伤识别方法。当该圆柱模型处于无缺陷和有缺陷状态时,基于动态有限元方法定义并校对所感应的纵波的反射系数和残余系数。仿真结果表明残余系数可以作为一个有效的参数用于损伤识别。这种损伤识别方法在试验中得以验证。利用一个圆形的薄铝板模拟该圆柱模型的径向切片。两个圆形的压电应变片(Piezoelectric transducer,PZT)分别固定在铝板上下表面的圆心位置用于激励和采集导波信号。对比分析铝板在无缺陷(基准)状态下和有缺陷(检测)状态下从导波信号中所提取的第一阶基本模式分量(Intrinsic mode function,IMF),以校对基础阶对称(S0)模式的残余系数。试验结果和仿真结果的一致性验证了所提出的损伤识别方法的有效性,并且为实现旋转圆柱结构的无损检测奠定基础。     

MEMS微悬臂梁激励耦合非线性动力特性分析

在微电子机械系统(MEMS)中,存在着固有非线性、多能域耦合产生的非线性和一些尚未引起注意的机械非线性.静电驱动作为一种有效的表面作用力,在MEMS中得到广泛应用,如静电驱动微电机、静电驱动谐振器、静电驱动加速度计等,但静电力本身存在着较强的非线性特性.针对MEMS静电微悬臂梁结构,建立系统的变电容式非线性动力学模型;采用谐波平衡法分析在参数激励和强迫激励耦合作用下系统的幅频响应特性,研究对于不同参数激励与强迫激励作用、不同加载电压及平行极板间间隙变化时系统的非线性动力特性,讨论非线性弹簧刚度和压膜阻尼引起的非线性对系统的影响,运用数值分析及相平面图和Poincare图描述模型的非线性动力学行为.     

基于广义多项式混沌的跨座式单轨车辆随机平稳性分析

借助参数化UM(universal mechanism)仿真模型,考虑车辆载重、悬挂参数和轮轨参数的随机性,建立某型跨座式单轨车辆的随机平稳性模型。然后,在有限试验设计样本数限制下,以最佳近似精度为目标,结合低阶交互截断、最小角回归、最小二乘法和留一法交叉验证等实现广义多项式混沌(generalized polynomial chaos,gPC)的自适应稀疏展开。分别基于拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)方法和自适应稀疏gPC方法,讨论三种速度等级下单轨车辆平稳性指标的概率分布特征和全局灵敏度。算例表明:相比LHS结果,基于gPC近似模型的随机结果更为准确可靠,尤其是在高阶统计矩方面;同一速度等级下垂向平稳性指标均值要大于横向平稳性指标均值,并且随着速度的增大各平稳性指标的离散性在减小,而75 km/h下的分布特征与正态分布的差异最为明显;车辆载重、走行轮垂向刚度、水平轮径向刚度、空气弹簧垂向阻尼是对平稳性指标方差贡献最主要的随机参数。     

具有间隙和振动边界的自激振动系统的非线性振动

以初轧机轧制过程中产生自激振动为例,在考虑振动系统具有间隙及振动边界的特殊情况下,建立了初轧机自激振动力学模型。对所建模型的分析表明,该系统具有多种非线性振动形式,即周期振动、概周期振动直至混沌振动。应用Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面、分叉图和最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数等多种方法描绘了这些振动的形式。研究结果分析、诊断及控制这类系统及相关振动系统的振动提供了新的思路。     

透平压缩机常见振动故障分析与处理

透平压缩机作为一种叶片式旋转机械,广泛应用于石油、化工、天然气、冶炼、制冷和矿山等经济领域。在高速、高压、高功率密度工况下工作,易产生强大的激振力,使转子在工作中失去稳定性。对透平压缩机常见的转子不平衡、对中不良、轴承故障和喘振等振动故障的原因进行分析,提出改进措施,以保证压缩机安全稳定运行。     

螺栓连接对高压转子结合面弯曲刚度的影响

研究螺栓连接特性（如螺栓个数和预紧力大小）对航空发动机高压转子连接结构弯曲刚度的影响。首先建立螺栓结合面精细化有限元模型,利用ANSYS软件对不同螺栓个数和不同预紧力条件下结合面弯曲刚度进行仿真计算。之后,在MATLAB中对仿真结果进行曲线拟合,结果显示弯曲刚度与形变量之间可表示为双指数形式,螺栓个数和预紧力大小决定了方程系数。同时,提出“等效刚度系数”的概念来模拟高压转子螺栓连接装配技术。最后,通过实验对仿真结果进行验证,实验得到的形变量-刚度曲线与仿真结果一致。结果表明,得到的弯曲刚度和形变量之间的双指数函数关系有助于航空发动机的设计工作,提出的“等效刚度系数”可以较好地评价螺栓结合面的刚度特性。     

可倾瓦轴承的油膜力模型及其特性分析

提出一种可倾瓦径向滑动轴承的油膜力模型以及可倾瓦瓦块的摆动方程,并使用该模型分析可倾瓦轴承的预载荷,包角,瓦块摆角等对油膜力的影响;分析可倾瓦轴承油膜力和普通轴承油膜力的区别。运用Runge-Kutta等方法将可倾瓦轴承油膜力模型应用于Jeffcott转子,分析轴承瓦块摆角的特性。分析结果表明模型的高效性和可倾瓦轴承的特性。