不同湍流模型下旋转叶片气固耦合动力学特性的研究

本文对轴流式压气机内旋转叶片在不同湍流模型的气固耦合作用下的动力特性进行了研究。利用FSI（fluid-structure interaction）的双向顺序耦合算法,采用CFX和ANSYS对压气机内气体和旋转叶片分别计算,并通过迭代求解,获得叶片在气流作用下的动力学响应。为了研究耦合场内对叶片动力特性的影响,本文对某一级转子叶片进行流固耦合计算,由于在模拟流场计算中,不同的湍流模型对计算结果影响较大,采用3种湍流模型：标准κ-ε湍流模型(standard κ-ε)、重正化群κ-ε湍流模型（renormalization group κ-ε,RNG κ-ε）和大涡湍流LES模型（Large eddy simulation）,获得了叶片在瞬态流场变化下的动力特性,并比较了不同湍流模型对计算的影响,为工程上对压气机内转子工作特性的分析提供一个可行的方法。     

负偏压对电弧沉积镁合金膜层结构及阻尼性能的影响

采用电弧离子镀的方式在不锈钢基片上制备镁合金膜层.对膜层样品进行了物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,储能模量和损耗模量.结果表明利用电弧离子镀的方法可以在钢基底上获得镁合金膜层.制备过程中基底偏压对膜层的表面形貌有较为明显的影响,对膜层的物相和化学成分影响不大.通过储能模量和损耗模量的测试结果得到膜层样品的阻尼性能,结果表明镁合金膜层能明显的提高基底材料的阻尼性能,同时膜层样品的阻尼能力与膜层的结构形貌有明显联系.     

电弧离子镀沉积NiCrAlY涂层的阻尼性能

本文采用电弧离子镀沉积NiCrAlY涂层,探讨NiCrAlY涂层作为阻尼涂层的可行性并研究涂层的阻尼测试方法和阻尼特性。本文采用X射线衍射和扫描电镜等手段分别对涂层的物相结构、表面形貌以及化学成分进行了测试表征。而涂层阻尼的测试则采用动态机械分析仪和正弦扫频的方法进行,实验结果表明NiCrAlY涂层能明显提高样品的阻尼性能。     

基于连续体旋转梁模型的碰摩故障动力学特性分析

针对弹性叶片与刚性机匣的碰摩故障,以直板叶片为研究对象,将叶片简化为考虑旋转的悬臂梁模型,并据哈密顿原理及变分方程推导出悬臂叶片的解析模型。再据叶盘与机匣的偏心关系,推导出叶尖与机匣的间隙变化函数,判定碰摩是否发生。考虑离心刚化、旋转软化及科氏力影响,采用Newmark-β显式数值积分算法,对单叶片-机匣碰摩进行数值仿真。结果发现,由于科氏力的存在,使叶片轴向位移与横向位移间发生耦合,碰摩力消失后,轴向位移会以弯曲动频做自由振动;高转速时,横向位移对轴向位移影响减弱,而弯曲方向振动则随机性较大。     

机械加工企业车间设备管理系统设计与实现

采用企业集成技术、计算机网络技术和软件开发技术,结合机械加工企业的特点,提出适合机械加工企业车间设备管理的功能架构,进行车间设备管理系统设计与实现,保证车间生产的协同性与高效性.     

国内外超高速主轴轴承技术发展研究

分析并总结了目前世界上超高速大功率主轴轴承技术的现状与发展，并在这类轴承的磨擦与发热等关键问题的解决上提出了原理、结构、材料等方面的见解。     

转子-轴承系统局部边界参数识别方法

为了提高实际工程中转子系统某一局部结构的动力特性和计算效率,便于局部振动分析并简化系统建模,提出了一种局部约束参数识别方法。考虑系统各部件间的耦合效应,对转子系统的轴和盘片结构进行分解,建立子系统与主系统。通过动力学方程推导,获得局部求解,识别子系统与主系统的边界单元约束刚度与阻尼。通过识别的约束刚度阻尼建立子系统,计算其各个节点的响应,并将其与整体模型的对应节点响应结果进行对比验证,证明了该方法的可行性。该方法为旋转构件局部结构的建模与振动分析提供了便利。     

叶片-机匣系统碰摩振动响应分析

针对弹性叶片 机匣碰摩问题,将叶片等效为离心载荷和气动载荷作用下的悬臂梁,由哈密顿原理推导出旋转叶片的运动微分方程;同时将机匣简化为单质量弹簧 阻尼模型,考虑其径向振动。在某个接触瞬时,基于机械能守恒和叶片与机匣的位移关系,推导了弹性叶片与弹性机匣间的碰摩表征模型,并基于这种模型分析了不同工况下叶片 机匣的耦合振动。结果表明,机匣的振动会导致叶片的不稳定运动,并激起叶片的1阶弯曲动频,通过增加机匣质量、减小机匣刚度以及增加转速都可以提高叶片的运动稳定性。通过对接触过程中机匣能量的研究发现,减小机匣刚度会吸收更多的碰撞能量,但同时会增加机匣的振动位移。     

一种新的旋转叶片-机匣碰摩表征模型

基于机械能守恒定律,推导了旋转叶片-机匣的碰摩表征模型。该模型不仅考虑了碰摩过程中叶片的弯曲变形,同时也考虑了由于碰撞导致的机匣变形,在表征模型中引入了机匣当量刚度。模型除可以对直板叶片-机匣之间的碰摩进行表征,还可应用于锥形叶片-机匣之间的碰摩。并且,该模型还考虑叶片的运行情况,即转速、摩擦因数等参数的影响,讨论碰摩力与各参数之间的关系。通过叶片-机匣碰摩试验得到的碰摩力数据,对该模型进行试验验证。通过分析发现新模型与试验结果吻合较好,并与现有模型对比,证明了新模型能更好地描述旋转叶片与机匣的之间的碰摩力。     

基底偏压对电弧离子镀NiCrAlY涂层阻尼性能的影响

采用电弧离子镀方法在不锈钢基片上制备了NiCrAlY涂层,在制备过程中改变基底偏压分别取50,100,200,300V.对涂层样品分别进行物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,并利用动态机械分析仪(DMA)对涂层样品的阻尼性能进行测试.结果表明,利用电弧离子镀的方法可以在不锈钢基底上获得均匀的NiCrAlY涂层.涂层为晶态结构,主要由γ-Ni相,β-NiAl相,γ'-Ni3Al相和α-Cr组成.制备过程中的偏压变化对涂层的表面形貌有明显影响,对涂层的化学成分影响不大.DMA结果表明NiCrAlY涂层能明显地提高基底材料的阻尼性能,同时随着偏压增大,涂层样品的阻尼因子有所提高.