螺旋桨激励条件下结构振动特性研究

为研究复合材料螺旋桨以及铜质材料螺旋桨在锤击激励以及非稳态激励条件下的结构模态固有特性和水下振动噪声特性,在设计的试验环境下,对处于水介质以及空气介质中的复合材料螺旋桨以及铜质材料螺旋桨5桨叶进行模态激励试验,得到两型螺旋桨各桨叶的固有频率、模态振型以及阻尼比,并分析两型桨5桨叶之间的差异;针对桨-轴系统在临界转速工况下出现空化而导致的异常振动噪声现象,选取螺旋桨发生空化前的辐射水声频谱,对两者进行了对比研究;另外,试验还模拟桨-轴系统在高速运转下的停车运行工况,对停车运行过程的振动噪声时频特性进行分析。试验研究结果表明:前3阶模态中,复合材料螺旋桨各桨叶之间的差异比铜质材料螺旋桨之间的差异要大,但两型桨叶的振型基本一致;螺旋桨发生空化时,产生的叶频及其倍频幅值放大了约2~10倍;停车运行过程中,变流速,变转速产生的变激励力是引起振动噪声时频变幅特性的主因。该研究成果对新材料、新工艺在船舶推进器声学设计有较好的指导作用,对螺旋桨在非稳态激励下的噪声源声学特性有全面认识。     

基于解析解和边界元解的圆柱壳声辐射对比研究

针对工程广泛应用的圆柱壳结构,首次运用解析法探讨了边界元软件Sysnoise两种加载方式—基于单元(Element)加载和基于节点(Node)加载—对声辐射影响,以及两种加载方式在网格加密情况下的收敛性问题。得到一些对工程计算的有益结论：① 基于单元(Element)加载方式得到的结果要好于基于节点(Node)加载方式;② 基于单元(Element)加载方式网格加密时收敛到解析解,而基于节点(Node)加载方式网格加密后,不一定得到收敛结果。     

基于成形磨削的球齿轮磨齿机床方案设计

球齿轮是在其球冠面上分布着环形齿的新型齿轮.介绍了球齿轮成形磨削加工原理,研究了机床运动功能方案,设计了"卧式双轴工作台式"结构布局方案.该方案具有机床工艺性好、部件精度易保证、床身刚度高、受热变形小、抗振性好等优点.利用虚拟样机技术对设计方案进行建模和运动学仿真.仿真结果证明该方案满足球齿轮精密磨削加工的要求.     

复杂机械隔振系统阻抗与传递损失关联性研究

复杂机械系统一般弹性元件和刚性元件构成。在系统稳态运行状态下,弹性元件与刚性元件构成的系统阻抗是影响隔振系统传递损失的关键因素。本文建立了双通道传递系统阻抗数学模型,搭建了双层隔振机械系统试验台架,使用B&K3660D型多通道测量系统以及B&K 8203型力锤,采用锤击激励法测量阻抗,得到了系统初始安装状态的机械阻抗。通过调节机械系统基座结构强度,以及管路系统支撑刚度,研究了两传输通道系统阻抗与机械系统隔振效果,管路系统传递损失之间的关联性,并分析出了两传输通道系统阻抗与两者之间的定量关系。试验研究表明：1,适度提高基座结构阻抗有利于隔振装置的隔振效果,当隔振系统的隔振效果不能满足设计的要求时,增大试验基座阻抗有利于系统的隔振效果,2,通过改变管路系统弹性元件的属性及其布局形式,能有效增大管路系统的阻抗,提高挠性管路系统的能量传递损失,有效降低隔振系统的基座振级。     

渐开线球齿轮指状铣刀齿廓曲线的设计

根据渐开线球齿轮的仿形加工原理，设计一种具有渐开线齿廓的指状铣刀。通过理论分析，确定齿廓曲线上渐开线的计算公式，重点阐述齿根过渡曲线设计的方法，解决了不同参数的球齿轮指状铣刀齿廓曲线设计问题。     

球齿轮磨齿机床布局方案设计

渐开线球齿轮是一种能够实现空间姿态全方位调整的新型机构,在机械传动等领域具有广阔的应用前景。在分析球齿轮成形磨削工作原理的基础上,研究了磨齿机床对运动自由度的要求,设计了功能方案和多种机床布局,经过分析、比较后确定采用“卧式双轴工作台式”结构布局,具有工艺性好、床身刚度高、受热变形小、抗振性好等优点;在此基础上,对该方案进行了虚拟样机建模分析和加工原理运动仿真,结果表明这种布局能够实现球齿轮磨削加工的预定要求,为下一步研制实用的专用磨齿机床提供指导。     

基于数值方法的陶瓷辊道窑温度场模拟研究

利用有限测温点的方法很难推测陶瓷辊道窑内的温度场分布.为此,采用CFD为理论基础,以Fluent为工具,建立了辊道窑几何模型和数学模型,结合有限体积离散思想以及SIMPLE算法,模拟了陶瓷辊道窑内温度场分布特征.结果表明,提出的基于数值技术的陶瓷辊道窑温度场模拟方法能够较好地计算出窑内温度场分布,可为实际的热工操作提供非常有价值的理论指导.     

整体曲轴疲劳强度与自由模态有限元分析

非整体曲轴有限元模型与曲轴实际工况载荷模型存在较大差异,这使得曲轴的静、动态特性分析出现很大的误差.为此,建立了整体曲轴的有限模型,对曲轴的疲劳强度与自由模态进行了分析.与非整体曲轴模型相比,整体曲轴的有限模型更真实地反映了曲轴的静、动态特性,为曲轴的优化设计提供了有价值的理论依据.     

陶瓷辊道窑温度场数值模拟研究

介绍并比较了陶瓷窑炉温度场模拟的各种方法,阐述了辊道窑温度场数值模拟方法的理论基础,分析了实现该方法的总体思路、描述了所需的应用工具及其使用方法,最后指出了它在今后的研究方向。     

机械多级设计问题的超图映射方法研究

提出了复杂机械系统多级设计问题的2种超图映射方法。在建立机械设计问题的函数依赖表与超图的映射关系模型的基础上，获得了基于自由超图的机械多级设计问题的分解模型。通过提出连接度的概念，建立了基于非自由超图的机械多级设计问题的分解模型。这些模型为进一步实现复杂机械设计问题面向网络或分布式环境求解提供了良好的理论基础和方法。