转子突加不平衡的碰摩响应

航空发动机等高速旋转机械在工作时会出现叶片掉块、飞失等突加不平衡情况,突加不平衡引发的碰摩可能导致转子失稳和系统的破坏.本文对一个具有非线性支承刚度的跨中转子在突加不平衡时的碰摩响应进行了数值仿真,计算发现系统在突加不平衡发生后将会出现6种不同的碰摩响应形式,给出了参数-突加不平衡转速平面上不同稳态动力学响应模式的边界曲线,同时针对系统在突加不平衡发生后减速通过临界转速时的失稳现象,给出了失稳边界,研究表明增大转子阻尼,降低转静接触刚度和摩擦系数,可以减小失稳的转速范围.分析了参数对系统瞬态响应的影响,瞬态响应随转速的变化会发生跳跃,而瞬态响应随突加不平衡偏心量的变化,在低于共振转速时是平缓增大的,而在高于共振转速时也会有跳跃发生.     

转子振动微机软件应用与剖析

本文使用从俄罗斯引进的旋转机械转子振动ＲＯＴＯＲ微机软件,对２０多年前研制的微型涡轮发动机转子作了振动分析,基本摸清了该转子的振动特性．本文还对ＲＯＴＯＲ软件进行了详细剖析,认为如作再次开发和改进,可成为符合我国国情的转子振动计算机软件．     

航空发动机试车中转子故障诊断

航空发动机成本高,寿命低,难维护;发动机故障造成飞机失事的例子时有发生,倍受人们的重视;据统计,该类故障中的80％来自于结构复杂、高速旋转的转子部件;讨论生产试车中转子振动故障的早期诊断技术,首先分析转子、叶片、轴承、齿轮故障的特征;而后通过实时的功率谱、倒频谱分析技术识别与此特征对应的故障位置、类型及程度;最后以某型发动机转子振动的实例说明该项技术的实际应用。     

航空发动机风扇转子试验器动力学特性研究

以某型航空发动机风扇转子为参考,在结构相似和动力学特性相似约束条件下开展了风扇转子试验器的设计与动力学特性研究工作.利用转子动力学有限元分析技术研究了各参数对风扇转子试验器模态的影响,结合其动力学相似设计的一般流程,得到了通过调整风扇转子试验器参数实现试验器动力学特性控制的一般方法,给出了风扇转子动力学试验器的具体设计参数.     

机匣参数对双转子航空发动机整机动力学特性的影响分析

以某航空发动机带机匣双转子试验器为参考,分别采用截锥壳元素法和Timoshenko梁理论对其机匣和双转子系统进行了有限元建模,得到了试验器的整机有限元模型.研究了机匣参数对双转子航空发动机整机动力学特性的影响.研究结果表明:随机匣-转子质量比的增大,机匣的振动先减小后增大,从优化整机振动响应角度出发存在最佳质量比,当机匣-转子质量比约等于0.45时,整机系统的振动最小;采用不同材料的机匣对整机系统的临界转速影响不大,但对整机系统振动具有一定影响,当机匣采用合金钢时,整机系统的振动最小,采用铝合金时,整机系统的振动最大.     

航空发动机转子故障诊断系统设计与实现

为准确、高效地诊断航空发动机转子系统故障,采用面向对象的程序设计方法,在VC++开发环境下,设计开发了航空发动机转子故障诊断系统。系统包含四个模块:数据采集模块采用多线程处理技术,配合数据采集设备实现多通道数据同步采集;信号分析和特征提取模块利用封装的改进经验模态分解算法类CEmd进行故障信号处理并从中提取故障特征;模式识别模块基于Lib SVM和GAlib库模板建立了基于支持向量机的故障识别模型。在航空发动机转子模拟实验台上对该系统进行测试,结果表明参数设置适当时,系统对转子典型故障的诊断精度达到了98%。     

基于陀螺力矩的永磁悬浮转子稳定性分析

为了探讨永磁悬浮转子的稳定性,从能量的角度分析了引入动能后存在稳定悬浮的区域。根据陀螺效应的成因建立了陀螺力矩的解析式,分析了自由转子在受迫进动情况下实现稳定的最低临界转速,同时将该结论引申到受外力矩下的转子稳定的最低临界转速。同时得出了转子参数对临界转速影响的规律:转子绕对称轴的转动惯量越大,转子的临界转速越小;转子绕x轴或y轴方向的转动惯量越小,转子的临界转速越小;转子质量-长度系数越小,转子的临界转速越小。转子的临界转速越小,那么转子越容易达到稳定悬浮状态。     

航空发动机高压转子-滚动轴承系统非线性动力响应分析

基于有限元方法建立了航空发动机高压转子 滚动轴承系统的高维动力学模型,该模型考虑滚动轴承的非线性支撑力,转子的剪切变形、陀螺力矩和转动惯量.利用自适应步长Newmark-β方法计算了转子随转速变化的不平衡响应,得到了不同转速区间转子的振动特征.针对低转速区出现的VC(Varying Compliance)振动现象,计算分析了不同转速下转子不平衡量、轴承游隙对VC振动幅值的影响.结果表明：随着转速的升高,VC振动幅值先减小再增大,之后再减小直至基本消失;增大轴承游隙会使转子VC振动幅值增大,而转子VC振动幅值对不平衡量的变化并不敏感.     

基于ANSYS的转子系统不平衡响应分析

通过对某离心机转子系统进行受力分析,得到可以计算的数学模型.利用有限元分析软件AN-SYS建立其有限元模型,获取不同工况下的不平衡响应曲线、峰值和共振频率.通过分析可知在目前使用工况下工作转速低于一阶临界转速,转子主轴属于刚性转子.离心机不平衡响应大小受转速、激振力、每组筒体配重差等因素影响,动平衡研究主要是解决粉体压...     

A response surface based optimisation algorithm for the calculation of fuzzy envelope FRFs of models with uncertain properties

This paper describes a response surface based optimisation technique for the calculation of envelope frequency response functions (FRFs) of imprecisely defined structures using the interval and fuzzy finite element method.The authors developed a hybrid - global optimisation and interval arithmetic - procedure for interval and fuzzy envelope FRF calculation. This hybrid approach reduces the computational cost of the analysis compared to a full global optimisation approach and reduces the conservatism on the envelope FRF compared to a full interval arithmetic approach.Still, the optimisation step is the computationally most expensive part of the algorithm. To handle industrially sized applications, a very efficient optimisation procedure is imperative. The response surface based procedure described in this paper decreases the computational cost of a fuzzy envelope FRF calculation with a factor 50 or more compared to the commonly used two-level full factorial design of experiments, while giving a comparable accuracy.     

曲线梁桥在车辆载荷下的动力响应研究

近年来随着我国公路交通的快速发展,曲线梁桥被大量工程采用.车辆过桥时的曲线桥振动涉及车辆三向载荷和桥梁弯扭耦合振动,有必要对其进行精确建模并深入研究.本文以某五跨连续曲线箱梁桥为背景,采用ABAQUS有限元软件建立该桥梁的模型,并利用Adams建立了三轴重型汽车整车模型,计算得到了不同工况下的轮胎力.通过编写基于Fortran语言的DLOAD和UTRACLOAD荷载子程序,将六个轮胎载荷作用于曲线桥上,分别进行了不同曲率半径、车速、载重和路面不平顺等条件下的曲线梁桥振动响应计算.研究表明:随着曲率半径的增加,桥梁跨中位移呈现略微下降的趋势;车辆行驶速度对跨中的横向位移及支座的支反力有较大影响;路面不平度等级越高,桥梁竖向挠度及弯矩的冲击效应越大.     

航空液压管路系统动力学特性研究

随着航空液压系统的高压、高功率化发展,液压管路的振动问题愈加不容忽视,降低液压管路的振动,对提高飞机航行过程中的安全性具有重要意义。本文将对泵源脉冲条件下航空液压管路的振动特性进行研究,建立流体压力和流速影响下液压管路振动特性的数学模型,利用有限元软件ANSYS对实际液压管路系统进行建模和流固耦合仿真,获得相应的振动响应。结果表明：液压管路在不同的流体流速和流体压力条件下,其固有频率存在一定的变化;当流体脉动频率与弯管系统的固有频率接近时,系统会发生共振,振动幅值大幅度增大.     

新型光学加速度传感器动力学性能设计

针对一种新型光学加速度传感器设计了一种简单实用的微弹性机械结构,它是通过MEMS工艺在硅片上加工出来。通过能量法和有限元模拟法(ANSYS 8.0)对弹性臂的弹性系数和动力学振动系统的一阶固有频率进行了分析与模拟,根据传感器的性能要求选取了微弹性机械结构的参数,并对传感器的性能进行了分析模拟。结果表明:设计是合理可行的,根据参数确定传感器的量程约为±395 m/s2,测量频率约为1~4.5 kHz。     

热电偶动态响应测试系统

在大型船舶发动机中,高温环境下其齿轮、轴承等部件的温度是发动机运行中必须监控的数据,对于此类动态温度测量,通常选用动态响应时间短的温度传感器进行测量。为实现温度传感器动态响应时间的准确检测,设计了热电偶动态响应测试系统,以检测热电偶动态响应特性,并对影响系统测量精度的因素进行了分析。实验结果表明:动态响应测试系统性能稳定,测试结果准确可靠。     

有限元GPU加速计算的实现方法

研究基于GPU的有限元求解中的总刚矩阵生成和线性方程组求解问题.通过对单元着色和分组完成总刚矩阵的生成,并以行压缩存储(Compressed Sparse Row,CSR)格式存储,用预处理共轭梯度法求解所生成的大规模线性稀疏方程组.在CUDA(Compute Unified Device Architecture)平台上完成程序设计,并用GT430 GPU对弹性力学的平面问题和空间问题进行试验.结果表明,总刚矩阵生成和方程组求解分别得到最高11.7和8的计算加速比.     

大型陀螺系统的模态综合方法

在陀螺系统辛子空间迭代法基础上．发展出了陀螺系统的模态综合方法(MSM(;S)．此方法将一个整体的大的陀螺系统化为几个小的陀螺系统．在各子结构中．应用辛子空间迭代法对其进行前几阶的模态计算,并合并各个子结构．以组装成整体系统的转换矩阵,然后将其代人整体陀螺系统’得到缩减后的整体陀螺系统．算例证明了缩减后的系统能够比较好地近似原来的整体陀螺系统．     

不确定性转子系统的随机有限元建模及响应分析

随机特性和随机载荷会引起转子系统动力响应的不确定性,是转子动力学分析中的重要影响因素.本文基于Timosheke梁理论,把转轴的材料和几何随机特性表示为一维随机场函数,推导出随机转轴有限元列式,建立转子系统随机动力学模型,并给出随机载荷作用下随机转子系统动力响应统计量的分析方法.分别对线性和非线性涡轮泵转子系统进行了随机动力响应分析,并同Monte Carlo仿真结果进行对比,结果表明所建立的随机有限元动力学模型和给出的随机响应分析方法是合理可行的,可以有效应用于实际转子系统随机动力学分析和设计中.     

枕型PSD动态响应特性研究

建立了S1880枕型位置敏感探测器(PSD)的有限元仿真模型,并对其动态响应特性进行了仿真,得到了3个扫描速度下的动态响应误差曲线,通过分析得出结论:PSD产生的动态响应误差随着扫描速度的增大而增大,在光敏面中心线上沿x轴方向匀速直线扫描时,PSD的动态响应误差最大值之比近似等于相应的光源扫描速度之比。仿真结果对枕型PSD的实际工程应用具有一定实用价值。     

混沌振子弱信号检测系统构成及响应速度研究

针对混沌振子微弱信号检测系统中初值影响检测系统输出状态的问题,利用广义胞映射方法对检测系统分岔点附近的全局性态进行分析,根据所获得的数值分析结果,给出一种构成无误判性检测系统的方法,并进一步定义了响应步长作为衡量检测速度的指标,利用该指标对无误判性检测系统响应微弱信号的速度进行了分析,所得的结论可为混沌振子检测系统的工程实施提供有效的理论支撑。