基于轴向振动的水力振荡器参数优化

威远区块页岩气长水平井钻井摩阻大、钻压传递效率低、机械钻速慢,水力振荡器参数选取大多凭借经验,缺乏有效理论指导。考虑水力振荡器轴向振动特性,基Dieterich-Ruina摩擦定律建立起带水力振荡器的水平井摩阻预测模型,通过威远X平台X-1井实测数据验证模型精度。优化结果表明,威远区块页岩气龙马溪组三开215.9 mm井眼中水力振荡器最佳安放位置为距离钻头150 m处,最佳钻井排量不低于35 L/s。现场试验结果表明,采用推荐的优化参数能够大幅提高该区块水平段机械钻速,值得进一步推广应用。研究成果不仅能够为威远区块水平井降摩减阻提供指导,还能为水力振荡器参数优化提供新的思路和方法。     

单螺杆振动塑化挤出机螺杆转动对其轴向振动的影响

建立了螺杆轴向振动的动力学模型，研究了模型的质量、阻尼、刚度和激励的简化计算方法，通过求解方程和分析，得出结论：当其他参数确定时，螺杆的转动能改变螺杆轴向振动的平衡位置，但不能影响其频率；转速恒定，螺杆轴向振动的振幅和初相角保持稳定；在一定范围内，转速越高（低），螺杆轴向振动的振幅越大（小）。     

轴向功率超声振动珩磨的运动学分析

目前,功率超声振动辅助加工技术的研究多集中于试验性分析,尽管有部分理论分析,但只是简单的介绍,尚未形成系统的理论体系.功率超声振动珩磨是功率超声振动切削在珩磨中的应用,通过在普通珩磨的基础上使油石产生功率超声振动来进行珩磨.从运动学角度对油石沿轴向的功率超声振动珩磨加工技术进行较为系统的理论研究,归纳出轴向功率超声振动珩磨的四个运动特性:1)分离特性;2)冲击特性;3)变速特性;4)往复熨压特性.为进一步的动力学研究提供了必要的支撑条件.     

平方非线性对屈曲薄板振动性能影响的研究

分析研究参数激励简支矩形薄板非线性振动中的超谐振动。依据Karman方程的动态比拟，运用Galeerkin法将控制薄板振动的微微分方程转化参数激励Duffing型方程。针对该方程进行的变换表明，屈曲薄板振动系统为带有平方和立方非线性的参数激励非线性动力系统。应用摄动分析研究系统中平方非线性因素对系统的调节机理以及平方非线性导致的2倍超谐振动。分析结果表明，由于平方非线性对系统的调节作用，在一定的参数域响应中自由振动项的幅值不会因阻尼的存在而衰减，自由振动以激励频率2倍的频率参与系统的响应。基于理论分析的试验研究证明，所讨论的参数激励屈曲薄板振动系统在一定的参数条件下将出现2倍超谐振动。由2倍超谐振动参与的系统的振动状态是稳定的周期运动。     

轴向运动带的横向与纵向非线性振动

研究轴向运动带的横向和纵向自由振动问题。利用Hamilton原理,建立轴向运动带横向和纵向自由振动的耦合动力学模型。基于Galerkin方法对轴向运动带系统模型的状态变量作离散,得到带有非线性项的常微分方程组。通过数值仿真,给出轴向运动带的横向振动与纵向振动比较,轴向运动速度对带的横向振动和纵向振动的影响,以及初张力对带的横向振动和纵向振动的影响。     

传递矩阵分析轴向受力智能梁的振动和稳定性

主要针对受轴向压力的智能梁,研究压电片的尺寸、位置变化以及轴向力变化对智能梁固有特性及其稳定性的影响.利用复合材料力学的等效弹性模量理论,将表面均匀对称分布压电材料的智能梁等效为非均质变截面梁.用传递矩阵法分析轴向受力智能梁的振动和稳定性.基于Bemoulli-Euler梁振动分析的传递矩阵法,导出轴向受压的智能梁的频率方程、模态函数及临界载荷方程.以受轴向压力的智能简支梁为例,分别用传递矩阵法和基于ANSYS的有限元法计算其动态特性和稳定性.计算结果表明,压电片尺寸、位置以及轴向力对智能梁的固有特性和稳定性都有显著影响,所得结论对高速飞行器结构设计和主动振动控制中压电元件的优化布置有一定的实用价值.     

轴向运动体系横向振动控制的研究进展

文中主要给出了轴向运动弦线、梁和板的一般动力学方程,总结了轴向运动体系横向振动分析与控制问题的研究现状。首先,轴向运动弦线横向振动分析与控制的研究起步较早,成果也很丰富。其次,考虑抗弯刚度,轴向运动弦线即可模型化轴向运动梁,轴向运动梁横向振动分析的研究成果相对较多,但在振动控制问题的研究上较少。最后,考虑一维轴向运动梁的宽度,将其扩展到二维即是轴向运动板模型,轴向运动板的研究起步较晚,在振动分析与控制上的研究成果也比较有限。     

接管轴向外力对压力容器强度的影响

接管部位的应力分析是压力容器分析设计中最常见的分析模型，大多数压力容顺的接管都承受外力的作用。文中通过实例分析了作用在接管端面上的轴向外力对承受内压力容器接管部位的强度计算结果的影响，探讨了接管轴向外力的方向与大小对不同类型容器壳体的影响规律。     

基于行波法分析轴向受力智能梁振动特性

应用行波法分析轴向受力的智能梁的横向振动特性。利用等效弹性模量理论,将表面对称分布压电材料的智能梁等效为非均质变截面梁。基于Timoshenko梁理论,将边界和变截面处理为间断节点模型,用该模型分析振动波在结构中的传播、反射和透射,并且给出行波在轴向受力梁中间断节点处的透射和反射矩阵。通过数值计算,给出受轴向力智能梁的动态特性。研究结果表明,行波法分析可用于精确计算轴向受力的智能梁的横向振动特性。     

轴向振动钻削对进给方向毛刺形成的影响

基于轴向振动辅助钻削原理,探讨了振动钻削对切出进给方向毛刺的影响。结果表明:由于施加轴向振动的作用,钻削加工中出现了脉冲和变厚钻削的过程,改善了钻削过程中的切屑的断屑条件,降低了轴向钻削力,从而减小了切削层材料的塑性变形,抑制了切出进给方向毛刺。     

基于轴向位置的振动钻削切削力计算

轴向振动钻削提高了难加工材料的加工性能,但是至今还没有一套成熟的理论体系,能系统说明振动过程机理,对切削力的公式也没有形成一致的观点和方法。本文通过对轴向振动钻削工艺参数分析的基础上,对实际钻削加工区段分两部分进行计算,并利用轴向位置方法,建立了一套可以针对不同材料加工要求的瞬时切削力与各参数的关系模型。     

蓝宝石不同晶面轴向超声振动辅助磨削特性研究

选取蓝宝石的A面、C面、M面及R面开展轴向超声振动辅助磨削试验,并从磨削力、比磨削能、表面粗糙度及表面形貌等角度对比蓝宝石四个晶面超声振动辅助磨削效果的差异。施加超声振动辅助磨削时,蓝宝石四个晶面的磨削力、比磨削能及表面粗糙度相对未施加超声振动时均有所减小,且工件表面损伤裂纹较小,表面质量更好;蓝宝石不同晶面在施加超声振动时的磨削力、比磨削能和表面粗糙度的减小比例不同,C面的减小比例最小,M面和A面的减小比例较大,R面的减小比例最大;超声振动辅助磨削蓝宝石四个晶面时,R面的改善效果最好,其次是M面和A面,C面的改善效果较差,这反映工件材料的脆性越大,超声辅助磨削对加工质量的改善效果越明显。     

平衡盘型多级泵轴向振动超标的原因及对策

轴向振动超标是多级泵运行中常见的故障。过大的轴向振动可引起轴承损坏、机械密封泄漏和动静碰摩等严重事故。本文阐述了平衡盘的工作原理及轴向振动的不可避免性;从泵的选型、平衡盘与平衡板的材料、平衡板与泵体间的泄漏等方面分析了平衡盘多级泵轴向振动超标的原因,并提出了有针对性的解决措施。     

轴向摩擦双盘转子的振动分析

为研究轴向摩擦对转子运动的影响,利用弯曲变形和微小角位移矢量合成理论,推导出圆盘与封严圈之间的轴向碰撞力和摩擦力计算公式.根据力矩相等原则,将轴向碰撞力转化为作用于盘心的横向力.建立简支单跨双盘转、静子轴向碰摩的弯扭耦合振动方程,并数值模拟分析弯曲共振时,不同的转、静子轴向间隙对转子运动的影响.结果表明,随着间隙改变,转子横向和扭转运动特征都会发生相应变化,且扭转运动更能反映轴向摩擦的程度.     

盘形滚刀垂向-轴向动力学模型及振动特性分析

为研究滚刀振动特性,建立了滚刀垂向和轴向振动模型,求出了滚刀上三个节点在垂直和轴向的动力学参数值,得到了滚刀各节点振动的位移~时间曲线。研究发现,节点2即轴承的连接等效刚度增大一倍,各节点振动幅值降低约25%;当节点1即刀圈的等效质量与外载荷分别增大一倍,各节点振动幅值均增大一倍,因此要降低滚刀振幅需要增大圆锥滚子轴承刚度、减小刀圈质量(保证刀圈强度)、降低外载荷。     

浮环轴向长度对高速轻载涡轮增压器转子系统振动特性影响研究

浮环轴承内外轴向长度结构参数会影响油膜压力分布与偏心率,产生显著分频振动而引发高速轻载涡轮增压器转子非线性振动故障。基于流体润滑理论和浮环力矩平衡方程,推导了含浮环轴承的涡轮增压器转子系统动力学方程,揭示浮环轴承轴向长度与转子系统振动响应之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器转子系统为例,分析浮环内、外轴向长度对轴承油膜压力、偏心率等动力特性的影响,构建转子系统动力学有限元模型,通过三维振动瀑布图研究不同浮环轴向长度下转子系统频域瞬态振动响应,结果表明：浮环内轴向长度从2.6增加到4.6 mm,导致浮环转速升高,最大内油膜压力减小,轴颈偏心率降低,分频幅值增加且出现分频的轴颈转速由142 kr/min降至76 kr/min,更易产生明显的非线性涡动现象;浮环外轴向长度从3.6增加到6.15 mm,使浮环转速降低,最大外油膜压力变小,浮环偏心率及轴颈相对浮环的偏心率减小,低转速下分频幅值减少且出现分频的轴颈转速由10 kr/min升至22 kr/min,可抑制转子系统过早发生非线性涡动,为浮环轴承结构参数设计与试验提供理论支撑。     

基于轴向位置的振动钻削参数计算

从切削刃上任一点的当前轴向位置出发,比较在此圆周位置上,以前若干转每转同一切削点的轴向位置,判断刀具是否处于切削状态,通过逐个位置计算,从而可以方便地找到切入切出点;再根据切削时该位置本次切削点与以前同位置刀刃可能轨迹间的最小值,即本次切削的轴向尺寸,进而可求出切削面积及切削力,为进一步的振动钻削参数计算及仿真提供条件。     

流固耦合对油气井管柱振动特性的影响分析

以油气井管柱为例,分析了流固耦合作用对管柱振动特性的影响。首先建立了有无流固耦合管柱振动方程,阐述了考虑流固耦合对管柱振动特性分析的重要性。再应用ANSYS Workbench软件建立有无流固耦合管柱三维有限元模型,运用Modal分析模块分析了空管柱、气固耦合管柱、液固耦合管柱三种情况下管柱的固有频率与振型等振动特性。与无流固耦合管柱振动特性对比表明:考虑流固耦合作用时管柱固有频率小于无流固耦合时空管柱的固有频率;与气固耦合相比较,液固耦合时管柱固有频率降低量更大,高达13%;管柱固有频率基本随阶数呈平方关系增长;管柱各阶固有频率均随管柱长度的增加而非线性下降;流固耦合作用对管柱的振型几乎没有影响。流固耦合作用影响管柱的固有频率,尤其是内部流体密度很大时,这种影响更不能忽略。考虑流固耦合作用下管柱振动特性的分析为管柱动力学分析提供了依据,也可为避免结构的共振提供参考。     

轴向运动弦线横向振动控制的自适应方法

对轴向运动弦线和作动器组成的耦合系统的横向振动控制进行研究。此系统被作动器分成未控和受控两部分,通过作用在作动器上的控制力对受控部分进行主动控制。分析未控弦线的横向振动的有界性。采用Lyapunov 方法获得自适应控制规律,并证实受控弦线横向振动的渐近稳定性。在初始扰动和激励力作用下,通过数值仿真证实控制规律的有效性。     

轴向柱塞泵振动机理的研究现状及发展趋势

从轴向柱塞泵振动产生的危害出发,首先阐述了振动产生的机理及其复杂性,在此基础上分析了流体振动和机械振动的研究现状;接着阐述了试验分析研究与振动控制研究的现状,最后提出:发展高速高压轴向柱塞泵是其主要方向;从微观角度揭示轴向柱塞泵内流体对流量脉动及流固耦合振动的影响,结合转子动力学、非线性动力学理论等揭示轴向柱塞泵机械振动规律,是轴向柱塞泵振动机理研究的新动向;在系统内开展轴向柱塞泵故障诊断技术研究也具有重要意义。