高速旋转圆盘刀具薄刀片横向振动的有限元分析

针对高速旋转圆盘刀具薄刀片实际工作时存在的横向振动问题,应用有限元方法及实验测量进行了研究。利用单元正方化扇形网格划分方法,对薄刀片划分单元,并应用拉格朗日方程建立了高速旋转圆盘薄片刀具薄刀片的动力学方程。通过对该动力学方程的分析,确定了薄片圆盘刀具系统的静态和动态特性。利用专门设计、制造的试验装置,对圆盘薄片刀具系统的静态和动态特性进行了测量,并将测量数据与理论分析进行了对比。结果表明:建立的薄片圆盘刀具系统的动力学方程是正确的。     

液体动压实验装置的研制

研究了液体动压原理、直观演示液体动压现象,利用具有一定粘度的液体在两块作相对运动的板的楔形收敛问晾中可形成动压力的原理,设计并制作了简易而实用的液体动压实验装置,本仪器在相关流体压力、流体摩擦、流体润滑的课程教学、实验教学,科学研究中具有较大的实用价值.     

弹流润滑油膜测试仪的研制

利用阻容振荡原理，通过参数优化，研制了一台弹性流体动压润滑（简称弹流润滑）油膜测试仪．该仪器不仅能测量全膜状态下的弹流润滑油膜厚度，也可用于分析部分膜润滑状态下的非金属时间接触率．油膜厚度的测试结果与理论计算结果基本一致．     

液体动压实验装置的研制

研究了液体动压原理、直观演示液体动压现象,利用具有一定粘度的液体在两块作相对运动的板的楔形收敛间隙中可形成动压力的原理,设计并制作了简易而实用的液体动压实验装置,本仪器在相关流体压力、流体摩擦、流体润滑的课程教学、实验教学、科学研究中具有较大的实用价值。     

惯性项对动静压浮环径向轴承压力场的影响

利用基本简化的Navier-Stocks方程组,获得无惯性力流体动压润滑轴承的流速场与压力场,以其为近似初始条件,导出在迁移惯性力影响下的非定常雷诺方程,并在此基础上,利用有限元素方法,求解非定常雷诺方程,获得浮环轴承内外膜的压力场.结果表明惯性力对轴承的压力分布有明显的影响.     

轴承微极流体弹流润滑的三维数值解

根据润滑理论,考虑弹性变形,推导了轴承微极流体弹流润滑三维问题的Reynolds方程.结合约束条件,利用编程软件分别模拟出了点接触和线接触微极流体弹流润滑条件下的三维数值解,数值结果更加直观形象地呈现了空间三维油膜压力和膜厚的数值分布情况.     

水润滑动压橡胶轴承的实验研究与误差分析

针对普通水润滑橡胶轴承摩擦系数大，承载能力低的缺点，设计制造了双水腔动压橡胶轴承新结构，通过实验与理论验证分析了形成流体动压水膜的几个制约条件，并对实验结果进行了误差分析，最后从摩擦系数的大小上定性地验证了说明了流动动力润滑的形成。     

固液两相流体弹流润滑实验研究

实验研究含有固体微粒添加剂的润滑流体在弹流润滑状态下的摩擦学性能。在新型圆盘试验机上应用间接测试方法，即激光透射法测得了其在弹流润滑状态下的平均中心油膜厚度和摩擦系数。将这些测试数据与线接触微极流体弹流润滑理论的计算结果进行比较，结果表明：含有固体微粒添加剂的润滑流体有增大油膜厚度的作用。     

深腔圆锥动静压混合轴承润滑特性

为了更加准确探求深腔圆锥动静压轴承润滑特性,考虑润滑油膜紊流、热效应及轴向速度等因素,推导极坐标系下的广义雷诺方程、能量控制方程及其相关表达式,采用有限差分法对方程进行离散,利用帕坦卡正系数法则对离散化方程系数及常数项进行处理,数值分析油膜的三维压力场和温度场,试验研究静压浮起和动压润滑特性.结果表明:帕坦卡正系数法则可以有效地解决诸如油腔边缘存在"逆流"等因素而导致温度场不易收敛问题,在高速大偏心率情况下,油膜温升较高,应考虑温度对轴承性能的影响.流量与供油压力成正比关系,而与转速基本无关.随着转速增加动压效应增强,轻载时轴承在小偏心率下工作.深腔圆锥动静压轴承具有良好的静压浮起和动压润滑特性,理论计算值与试验结果一致,证明理论的正确性,为下一步转子动力学的理论分析打下基础.     

惯性项对动静压浮环径向轴承压力场的影响

利用基本简化的Navier-Stoks方程组,获得无惯性力流体动压润滑轴承的流速场与压力场,以其为近似初始条件,导出在迁移惯性力影响下的非定常雷诺方程,并在此基础上,利用有限元素方法,求解非定常雷诺方程,获得浮环轴承内外膜的压力场,结果表明：惯性力对轴承的压力分布有明显的影响。     

汽轮机叶片阻尼涂层减振研究

研究了汽轮机叶片镀金属薄膜后叶片的阻尼减振性能，将汽轮机叶轮合理简化后通过ug软件建模，运用ANSYS软件，对相同厚度的铝、钛、铝钛薄膜叶片试件及不镀膜的叶片试件等4种模型的整体叶盘进行模态分析，得到振型图和固有振动频率，从整体上观察叶轮的易损部位；对单个叶片进行谐响应分析，进一步分析4种叶片在外加同一载荷情况下的形变量，讨论其阻尼减振效果。结合实验结果，利用动态机械热分析仪（DMA），对镀铝、镀钛、先镀铝后镀钛处理的试件及不镀膜试件进行分析，检测涂层的阻尼性能。结果表明，镀膜后的叶片各阶模态的形变量均小于未镀膜叶片，对叶片镀膜具有一定的减震阻尼效果。     

多盘转静子系统轴向碰摩点分布研究

为分析转静子系统发生轴向碰摩时碰摩点的分布情况,建立了多盘转静子系统力学模型,综合考虑了盘在横向和纵向上的振动位移,应用弯曲变形理论确定了圆盘在两个方向上的转动角位移,基于平行四边形法则得到了圆盘的合成角位移,推导并给出了碰摩点分布及其轴向碰摩力的数学表达式。根据所推导的碰摩点轴向位移和轴向力公式,即可建立轴向碰摩时的振动微分方程。     

流体激振理论在风电机组叶片分析计算中的应用

通过理论计算分析风力发电机组叶片在进行结构设计时,自激振动对风力机叶片运行振动的影响.应用激振理论综合考量风力机叶片振动机理,找到了风力机叶片振动的根本原因,并提出了相应的判据.研究表明：风力机影响叶片振动稳定性的根本原因在于空气来流速度与叶片弦线夹角正弦值的正负情况影响.     

高密磁记录系统磁头IBM3370的动力学响应分析

硬盘系统一般采用气体润滑,以提高使用寿命和写可靠性。本文讨论了多了聚脂流润滑的ＩＢＭ３３７０磁头／磁盘系统,以期提高磁记录密度。模型中考虑了超薄流体润滑的剪薄薄效应,并用有限差分法对润滑方程进行求解。应用摄动理论建立了ＩＢＭ３３７０磁头／磁盘系统的动力学模型,分别对气体润滑和液体润滑的两自由度磁头进行了动力学仿真。仿真结果表明：在相同磁头倾角条件下,液膜润滑的磁头／磁盘的动力稳定性优于气何不骨的磁     

基于单叶顶传感器非接触在线测量叶片振动间断相位法的研究

提出了基于单叶顶传感器非接触在线测量汽轮机叶片振动状态的间断相位法。该方法通过测量叶顶到达安装于机壳上的传感器处的时间获得叶片的振动位移,根据多次测量得到的振动位移序列求得叶片的振幅,再通过对叶片振动位移序列的离散傅立叶变换求得叶片的振动频率。理论模拟及实验结果表明,该方法可以较准确获得叶片的振幅和频率,用于叶片振动非接触在线测量是可行的。     

叶片失谐对叶盘结构振动特性的影响

叶片失谐在实际叶盘结构中是不可避免的,并严重影响叶盘的振动特性.文章将失谐叶盘的模态及受迫振动响应投影到谐调叶盘模态空间,并提出一种节径谱的研究方法,通过关于不同节径的谐调模态的组合来描述失谐叶盘模态和受迫响应.基于叶盘集中参数模型,分析了叶片刚度失谐对叶盘频率转向区内外的模态振型及受迫响应等特性的影响规律.研究表明,节径谱的研究方法能够较为准确地捕捉失谐对叶盘结构振动特性的影响作用,对建立失谐与谐调叶盘结构振动特性之间的内在联系具有重要意义.     

单跨转子轴承系统非线性振动分析

基于Muszynska柔性转子动力学模型，采用主从系统耦合振动的观点，将转盘的振动看成是主振动，导出了转子非线性振动的近似模型，对转子系统的涡动与振荡等力学现象和动力稳定性进行了研究。分析了各个力学参数对转子系统动力学行为的影响。得到了转子系统运动的Hopf分叉图和模拟系统升速过程的幅频特性曲线。     

相似理论在研究叶片捕水和疏水性能中的应用

为进行实验汽轮机级的模化设计,必须采用相应的模化设计原则,但目前级模化设计原则主要对级内气流流动进行研究,不适合用来研究叶片的捕水和疏水问题.基于此,采用相似理论的原理,经过合理的假设,理论分析研究得出了旋转叶片表面水膜的运动方程.并由此运动方程分析推导得出了在考虑叶片捕捉水滴和疏水情况时级的模化设计原则.根据所推导出的级模化设计原则对某实际级进行了模化设计,所得模化设计结果符合实验级设计的要求.     

流体静压型机械密封轴向振动特性分析

摘要：根据机械动力学原理,建立静环轴向振动方程和端面液膜压力微分方程,并求出液膜压力的解析表达式和静环轴向位移表达式。在假设不受系统外力干扰的条件下,分析静环端面结构参数（转折半径和端面锥角）在轴向微小扰动的情况下对液膜刚度、液膜阻尼和静环轴向振动特性的影响。结果表明：随着转折半径的增大,液膜刚度变小,液膜阻尼增大,振动阻尼从弱阻尼向过阻尼状态转变;随着端面锥角的增大,液膜刚度减小,液膜阻尼减小,振动阻尼从过阻尼向弱阻尼状态转变。