齿式联轴器不对中啮合力模型及其对转子系统动力学特性影响

推导了齿式联轴器不对中啮合力模型,基于有限元分析建立了考虑齿式联轴器不对中效应的转子系统动力学方程,通过数值仿真研究了不对中啮合力对转子-齿式联轴器系统动力学特性影响规律.理论分析和仿真结果表明:齿式联轴器不对中啮合力与联轴器的结构参数、传递扭矩、静态不对中和动态振动位移等有关;联轴器的刚度并非一个恒定的常数,其与动态振动位移有关,并依赖于静态不对中,在特定不对中状态下,联轴器的主刚度会出现负值.系统动力学特性表现为:齿式联轴器连接的转子系统没有不对中时,系统的响应只有1X倍频;存在不对中时,响应出现2X、3X等整数倍频;不对中量增加时,各频率成分的幅值增加,系统的振动变得复杂.研究结果可以为齿式联轴器连接的转子系统的不对中故障诊断提供依据.     

齿轮耦合影响转子—轴承系统稳定性的机理研究

本文研究齿轮耦合对转子轴承系统稳定性的影响。通过数值计算护理有其齿轮耦合对转子轴承系统的稳定性有很强的影响,并基于转子涡动能量原理,阐明了齿轮耦合影响转子轴承系统稳定性的机理。     

齿轮联轴器附加力建模及实验研究

在齿面间存在干摩擦情况下对齿轮联轴器进行力学分析,用数值的方法对齿轮附加力进行计算。并通过转子模拟试验台进行了实验验证,结果表明：干摩擦力的存在使齿轮联轴器附加力发生改变,其附加力具有明显的迟滞现象。     

隧底富水围岩脱空条件下重载铁路隧道动力响应

为研究隧底围岩脱空对水-力耦合作用下重载铁路隧道动力响应特性的影响,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,分别以竖向位移、孔隙水压力和竖向动应力作为评价指标,分析了不同脱空形状(椭圆、余弦和矩形)下富水隧底结构的动力响应规律,提出了一种符合实际的脱空形状,确定了富水隧底围岩的脱空阙值。研究结果表明：随着脱空宽度的增加,隧道底部结构动力响应不断增大,且脱空宽度超过一定值后动力响应变化加剧,这种现象在脱空区域尤为明显;3种脱空形状下,以矩形脱空动力响应最大,椭圆形脱空次之,余弦形脱空最小;其中,椭圆形脱空最符合实际,该脱空下基底动力响应是无脱空情况下的4.2倍,隧道底部围岩脱空阙值为0.6 m。研究结果可为富水重载铁路隧道行车安全及脱空病害整治提供依据。     

自适应平方根中心差分卡尔曼滤波算法在捷联惯性导航系统大方位失准角初始对准中的应用

提出了一种自适应平方根中心差分卡尔曼滤波(ASRCDKF)算法,并应用于捷联惯性导航系统(SINS)大方位失准角初始对准中。ASRCDKF算法以中心差分变换为基础,基于平方根滤波能够克服发散的思想,利用协方差平方根代替协方差参加递推运算,并将自适应估计原理引入该算法中,不仅克服了扩展卡尔曼滤波产生线性化误差和计算雅可比矩阵的不足,而且减小了计算量,保证了数值稳定性。同时,ASRCDKF算法解决了传统滤波算法过度依赖系统动态模型和噪声统计特性先验知识的问题。最后通过滤波仿真证明了ASRCDKF算法在SINS大方位失准角初始对准中的有效性和优越性。     

Dynamic modeling and simulation for the rigid flexible coupling system with a non-tip mass

The rigid flexible coupling system with a mass at non-tip position of the flexible beam is studied in this paper. Using the theory about mechanics problems in a non-inertial coordinate system, the dynamic equations of the rigid flexible coupling system with dynamic stiffening are established. It is clearly elucidated for the first time that, dynamic stiffening is produced by the coupling effect of the centrifugal inertial load distributed on the beam and the transverse vibration deformation of the beam. The modeling approach in this paper successfully solves problems of popular modeling methods nowadays: the derivation process is too complex by using only one dynamic principle; a clearly theoretical mechanism for dynamic stiffening can't be offered. First, the mass at non-tip position is incorporated into the continuous dynamic equations of the system by use of the Dirac function and the Heaviside function. Then, based on the conclusions of orthogonalization about the normal constrained modes, the finite dimensional state space equations suitable for controller design are obtained. The numerical simulation results show that: dynamic stiffening is included in the first-order model established in this paper, which indicates the dynamic responses of the rigid flexible coupling system with large overall motion accurately. The results also show that the mass has a softening effect on the dynamic behavior of the flexible beam, and the effect would be more obvious when the mass has a larger mass, or lies closer to the tip of the beam.     

基于风-雨双向耦合的大型冷却塔结构响应

暴风雨天气下,降雨会直接改变结构表面气动载荷并进一步影响风的湍流作用,然而现行冷却塔结构抗风设计均忽略了降雨带来的附加效应.为探究风-雨作用对冷却塔结构受力性能的影响,以中国西北地区已建成的210 m世界最高冷却塔为例,基于风-雨双向耦合算法,首先采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术进行3种典型风速下冷却塔结构周边风场模拟,然后添加离散相模型(discrete phase model,DPM)开展9种不同风速-雨强组合的风雨耦合同步迭代计算.在此基础上,对比研究不同风速-雨强组合对塔筒表面雨滴运行轨迹以及雨量的影响规律,然后提出大型冷却塔风雨耦合等效压力系数的拟合公式.最后,结合有限元方法建立不同工况的大型冷却塔等效荷载耦合模型,对比研究不同风速-雨强组合下大型冷却塔塔筒、支柱和环基的结构响应.研究可为此类大型冷却塔在极端气候和复杂工况下的荷载预测提供参考.     

低温风洞绝热系统的研究现状及其关键技术

为保持低温风洞的内部环境温度,提高试验效率,基于低温风洞运行的特殊工况,讨论多种低温绝热方式在低温风洞中应用的可行性,总结了目前小尺寸研究型低温风洞绝热系统的研究现状,对比分析外绝热、冷箱、内绝热以及内外绝热组合等4种绝热结构的优缺点.对低温风洞内绝热系统的关键技术点——设计技术、低温流-固-热多场耦合分析技术及试验技术进行了阐述分析,并对大型低温风洞内绝热系统设计和建设过程中需要重点开展的工作进行了展望.     

新型4-UPS-UPU并联坐标测量机刚柔耦合动力学性态

介绍了一种新型4-UPS-UPU五自由度并联坐标测量机机构,该测量机机构定平台通过4个结构完全相同的驱动分支UPS(虎克铰-移动副-球副)以及另一个驱动分支UPU(虎克铰-移动副-虎克铰)与动平台相连接。协同利用CAD、CAE和可视化虚拟样机技术,完成对4-UPS-UPU并联坐标测量机的刚柔耦合动力学性态研究。在SolidWorks中建立该测量机三维实体模型,在ANSYS中对测量机实体模型中的驱动杆件进行柔性化处理,最终在ADAMS中建立了测量机刚柔耦合虚拟样机。对该测量机运动输出响应、驱动杆动应力和固有频率等动力学性态进行了仿真分析。仿真结果表明:驱动杆件的弹性变形对测量机的动力学性能具有重要影响,该刚柔耦合虚拟样机能正确地反映测量机的动力学性态。     

管桥耦合下管线悬索桥的动力特性和地震反应

为了研究管线悬索桥大直径管线和桥梁的耦合作用对结构动力特性和地震反应的影响,以澜沧江管线悬索桥为研究对象,利用有限元软件建立实桥模型,分析了管线悬索桥在管桥耦合作用下的动力特性,并研究了管桥耦合对桥梁地震反应的影响.结果表明,与未耦合时相比,管桥耦合作用下桥梁结构的自振周期较长,自振模态被激励的先后顺序发生变化;在地震波激励下,管桥耦合作用对管线悬索桥不同构件的受力和变形具有不同的影响,其中索塔顺桥向剪力和主梁横向位移均减小,主梁上弦杆轴力和竖向挠度均增大.在计算过程中考虑管桥耦合作用的影响能够比较真实地反映结构实际的动力特性.     

意外撞击和冲击波作用下气瓶的动态响应分析

基于任意拉格朗日多物质流一固耦合算法,对空气采用ALE网格,对炸药采用JWL状态方程,分析了爆炸冲击波单独作用和高速子弹与冲击渡联合作用下高压气瓶的动态响应。结果表明,在冲击波作用下气瓶应力急剧上升,气瓶出现屈服并发生屈曲,爆心距瓶体越近,气瓶受冲击渡的影响越大;联合作用时应力相互叠加使得气瓶应力值比单独作用时有明显增大,变形相对于高速撞击和爆炸波单独作用显著增加,塑性变形区域变大,破坏程度更加明显。     

柔性转轴转子在非线性油膜力作用下的动态响应

在转子结构中,轴承处非线性油膜力的作用会使得系统进入浑沌运动状态,乃至分岔、失稳,产生较大的振幅,分析这一类系统的振动特性显得十分必要。为此利用数值计算的方法分析了一柔性转轴转子系统（支座、轴承及转子）在非线性油膜力作用下的动态特性。结果显示结构的混沌区域是有限的,得到了随无量纲转速参数a变化的支撑中心和转子中心的运动及分岔特性。     

柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承系统动特性分析

为分析柔性齿轮对齿轮传动系统动特性的影响,建立考虑时变啮合刚度、非线性摩擦力的柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承的柔性多体动力学模型。研究表明:相对于刚性体模型,考虑柔性齿轮和柔性转子的齿轮系统模型更加适合大变形的轻薄化齿轮系统动特性研究;柔性齿轮系统启动阶段存在明显的亚异步振动及齿轮轴向振动幅值的获取;高速重载有利于齿轮系统稳态工况的平稳运转及维持,但会引起齿轮轴向辐射噪声的增加;相对加减速、停机工况,启动工况下的轴向辐射噪声和动态啮合力波动最大。研究结果对齿轮轻薄化设计和认识齿轮传动系统的全工况动特性等研究具有积极意义。     

并网变速恒频风力发电系统动态仿真建模及控制

数字仿真是研究风力发电机组动态特性及其与电网相互作用的重要手段,控制策略对变速恒频风力发电系统的特性起决定性的作用．然而,目前对于并网风电机组的动态建模还没有公认的统一模型．针对基于双馈感应发电机和永磁同步发电机的2种常见风力发电系统,从大量文献中整理出一套适用于动态仿真研究的简明模型,包括风轮机、DFIG和PMSG的模型及其控制策略,并以风电机组低电压穿越和惯性控制为例简述模型的应用方法．在实际使用该模型时,可以根据具体研究需要,对模型各环节进行进一步简化或细化．     

Dynamic response to road roughness on a tractor-semitrailer system with driver body model

A linear mass-spring system model of a tractor-semitrailer together with driver body parts and sprung seat is presented. Natural frequencies of the system are calculated and response of components in the system to road roughness is completed by means of computer simulation and power spectral density (PSD) approach in all of road conditions and loading cases. The results show that the severest situation of response of the system occurs when the road in rough condition and vehicle unladen. The most sensitive frequency to human body parts is around 0.9 Hz, and model types of a human body seem to be not significant to the response of a heavy tractor-semitrailer system, including to the response of the driver himself.     

桩-土系统在波浪荷载下的动力响应分析

通过展开波浪对桩散射问题的特征函数的方法研究了波浪荷载作用下桩-土体-水流系统的动力响应问题.采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩土动力的相互作用，通过求解满足柱面非齐次边界条件的Laplace方程，直接构造波浪对柔性桩的散射速度势，考虑了流体和桩体的相互作用，由解析法给出了埋置圆桩在波浪荷载下的动力响应.研究和分析了在波浪力作用下泥面冲刷深度、土参数、波浪入射频率对桩身内力、桩身振动响应的影响.在波浪荷载作用下，与先计算柔性悬臂端波浪力再考虑桩土间相互作用的情况相比，当考虑桩土耦合振动时，桩的水平振动的振幅减小，基频降低.     

滑动支座式基底隔震结构的动力响应

本文对具有干摩擦特性的滑动支座式基底隔震系统进行了研究,提出了一种改进的数学模型,并建立了基于这种数学模型之上的系统动力响应的递推计算格式。     

基于AMESim的液压并联机构建模及耦合特性仿真

针对液压六自由度并联机构，采用AMESim和Simulink分别对单缸液压系统及平台机构部分建模，建立了液压并联机构的通用仿真模型.在AMESim模型中单缸系统的等效负载为Simulink模型反馈的负载力而非等效质量.联合仿真模型详细考虑了液压系统，保证了系统的精度，为研究液压并联机构提供了便捷的理论分析手段.通过联合仿真模型研究了并联机构由于液压缸不一致带来的耦合特性.数值仿真结果表明，当液压缸性能不一致时会出现耦合现象，耦合度随着液压缸性能不一致程度的增大而增强.在并联机构设计时，必须保证液压缸性能的一致性.     

齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动的新模型

本文指出了目前文献中齿轮—转子—轴承系统弯扭耦合振动数学模型的不足，通过计入齿轮啮合线瞬时位置的变化对动态啮合力的影响，建立了新的弯扭耦合模型，在此基础上给出了系统弯扭耦合振动的振动方程组，更全面地描述了系统的振动特性。     

风电齿轮箱齿轮传动系统非线性因素影响分析

针对风力发电机齿轮箱在实际风场中工况复杂的问题,采用集中质量参数法建立了风电齿轮箱传动系统高速级齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了传动系统的综合啮合刚度、误差激励、齿面侧隙和轴承径向刚度等非线性影响因素,对1.5 MW风力机齿轮箱传动系统的非线性动力学模型进行了仿真计算分析.采用Runge-Kutta法对模型进行求解得到传动系统的时域波形和幅频响应.结果表明:较小齿面侧隙会使系统出现较大振动响应,随着齿面侧隙增大,系统振动位移减小,会导致系统从周期走向混沌响应;轴承游隙的存在使系统产生混沌响应,呈现出非周期的特征.