行进间射击时的动力学研究

本文研究了自行火炮在行进间发射时的动力学问题。用拉格朗日方法建立了自行火炮行进间发射时的动力学方程，并编制了计算机软件，对某自行火炮在随机路面上作行进间射击进行了仿真，预测了该武器系统的动力学特性和动态响应，为该类系统的结构设计和实际应用均有参考价值。     

稳定器作用下坦克行进间炮口振动特性研究

为了研究减小坦克在稳定器作用下行进间炮口振动,提高射击精度的方法和途径;基于PID控制,在MATLAB/Simulink环境下对坦克垂向稳定器进行模拟。基于多体系统动力学、车辆地面力学及火炮发射动力学建立了某坦克行进间多体系统动力学模型,并基于RecurDyn/Control建立坦克行进间机电耦合动力学模型,通过数值计算对坦克在稳定器作用下的行进间炮口振动特性进行分析。结果表明:在坦克行进过程中,车体振动是影响炮口高低角位移的最主要因素;坦克垂向稳定器能有效控制坦克行进间摇架处的垂向振动,但身管柔性及身管衬瓦间隙会造成炮口处高低角位移明显大于摇架处,影响垂向稳定器工作效果;通过改进垂向稳定器的控制目标为炮口处高低角位移,可有效减小炮口处高低角位移,提高稳定精度;研究可为提高坦克高机动条件下的射击精度提供参考。     

计入轴承间隙时轴-滚动轴承系统动力学行为研究

以6310轴承和轴组成的轴-滚动轴承系统为研究对象,研究变载荷作用下计入轴承间隙时轴-滚动轴承系统动力学问题。首先利用Hertz公式和静不定问题的解法（力法）推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解,再以整个轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件进行动力学仿真。研究了变载荷作用下刚性轴-滚动轴承系统、弹性轴-滚动轴承系统的幅频特性和变载荷作用下的动态响应,着重讨论轴承间隙对轴-轴承系统动力学性能的影响。计算结果表明,轴的弹性和轴承间隙对轴-轴承系统的动力学性能影响很大,轴-轴承系统为非线性动力学系统,并随轴承间隙的增加而增强。     

考虑身管柔性的坦克行进间发射动力学研究

针对弹丸起始扰动会影响坦克行进间射击密集度问题,建立身管柔性的坦克行进间发射动力学模型;考虑弹丸动不平衡及质量偏心、弹炮相互作用、弹炮间隙,建立坦克行进间射击弹丸膛内运动方程;编制行进间射击的坦克发射动力学仿真程序,获得某坦克行进间射击弹丸膛内运动规律及千米立靶密集度,并试验验证仿真结果。该结果可为提高坦克行进间射击精度提供理论基础与仿真手段。     

轴间轴承外环高精度台阶孔加工工艺研究

轴间轴承外环是发动机高、低压涡轮转子间起支撑作用的环形件,其外表面与高压涡轮轴内孔配合,内表面与轴间轴承磙子配合。在发动机试车过程中,由于内孔粗糙度低等问题容易造成轴承磙子硌伤,使发动机出现故障。需将与轴间轴承磙子配合的内孔粗糙度由原来的Ra0.40μm提高到Ra0.20μm,并增加了内外圆同轴度0.01mm的技术要求,设计精度的提高无疑提高了零件的加工难度。     

排除轴间轴承滚棒滑动故障的方法研究

通过对使用中将轴承外环椭圆化的方法研究,确定了轴承配合和装配游隙参数,以达到发动机在所有使用状态下滚棒与轴承环固定接触,进而排除低负载工况下轴间轴承滚棒滑动故障。     

考虑二阶滑移流效应的微型气浮轴承-转子稳定性分析及其动态响应

考虑到微型气浮轴承的尺寸特征,选择二阶滑移流模型对Reynold方程进行修正.建立了微型转子-轴承系统的运动模型,利用线形轴承力得到系统的刚度和阻尼系数,进而得到转子系统的稳定转速.在转子受到扰动时,对不同转速的系统动态响应进行了数值模拟,并将连续流和滑移流的结果进行对比分析.在数值模拟中,采用有限差分法对修正的Reynold方程进行求解,并利用四阶龙格-库塔法对系统的运动方程进行求解.研究表明,滑移流效应使系统的动特性系数降低,进而减弱了微型转子-轴承系统的抗扰动能力,因此必须升高微型转子的转速来保持稳定工作.     

考虑圆柱副间隙的连杆机构动力学研究

为了研究包含圆柱副间隙的机构系统动力学特性,提出了一种同时考虑接触类型、材料属性以及涂层材料与厚度的圆柱副内接触力模型.基于Winkler弹性基础模型和Hertz椭圆形压力分布假设,将双弹性层等效弹性模量引入接触力模型,详细分析了所提接触力模型相较现常用共形接触力模型的优点.以含间隙关节曲柄滑块机构为例,对比分析不同间...     

橡胶轴承-转轴系统碰摩响应动力学特性研究

将橡胶轴承支撑的转轴/轴承系统简化为非线性弹性支撑的转轴/轴承系统。基于非线性动力学及分叉理论进行分析、研究,确定周期无碰摩响应边界、碰摩运动边界、稳定性边界。结果表明,同频全周碰摩、跳跃现象及碰摩响应在周期、非周期运动间过渡;通过对阻尼比、偏心率等系统参数对系统动态响应特性影响分析获得参数平面内不同碰摩响应区域边界。因而可较好理解系统参数与不同系统响应特性间关系。     

考虑系缆拉伸-弯曲-扭转变形的浮式风力机动力响应研究

考虑系泊系统拉伸-弯曲-扭转变形产生的非线性系泊力,研究海上浮式风力机系统的动力响应。考虑系缆非线性几何变形,建立系泊系统拉伸-弯曲-扭转变形的动力学分析模型。建模过程中,采用了四元数方法进行局部坐标系与全局坐标系之间的旋转,避免了旋转过程中奇点的产生。综合考虑系缆非线性系泊力、水动力、空气动力及风力机结构系统,建立了系统动力学分析模型,开发了考虑系泊系统非线性系泊力的系统动力响应计算程序。针对OC3 Hywind Spar型5 MW浮式风力机,分析额定作业海况与极限海况下风力机系统的动力响应,并将结果与系泊系统采用准静态悬链线方法的模拟结果进行了对比。结果表明,考虑拉伸-弯曲-扭转变形效应后,系泊缆张力的波频响应被放大,同时还出现了多个高频峰值,将对系泊缆的疲劳寿命计算产生影响。     

考虑齿轮-转子系统振动响应的最佳修形曲线研究

轮齿修形可减小齿轮静态传动误差,改善齿轮动态特性。基于现有文献,考虑基圆与齿根圆不重合,在齿廓精确建模的基础上确定齿轮的时变啮合刚度和静态传动误差。针对不同修形曲线在不同修形量下齿轮静态传动误差的变化进行分析,给出了不同修形量范围内的最佳修形曲线,并结合齿轮-转子系统动力学模型,考虑齿廓修形引起的无载荷静态传动误差,分析不同修形曲线下系统的振动特性,进一步确定不同转速下最佳修形曲线。研究结果表明通过评估齿轮-转子系统的振动特性,可更好地确定不同转速下的轮齿的最佳修形曲线。     

双跨转子-轴承系统裂纹-碰摩故障的非线性响应研究

分析了带有裂纹-碰摩故障的具有三轴承支承的双跨弹性转子系统的复杂非线性运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了双跨裂纹-碰摩弹性转子-轴承系统动力学模型,并对系统裂纹、碰摩及其耦合故障对系统非线性动力学响应的影响进行了数值仿真研究。单一裂纹故障时系统响应在超临界转速区有短暂的混沌运动;单一碰摩故障时系统响应在亚临界转速区有拟周期运动出现;裂纹-碰摩耦合故障时在超临界转速区有较大范围的周期4运动区间,小裂纹对系统非线性特性的影响不明显。研究结果为转子-轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了一定的理论依据和参考。     

球磨机轴齿轮轴承润滑方式的研究

金堆城钼业公司三十亩地选矿厂球磨机轴齿轮的轴承润滑方式不适应目前设备管理要求,问胚较多。经我们研究与实验,采用新的润化方式,效果十分明显。     

考虑桩-土-锤相互影响的基桩瞬态动力响应

考虑桩-土-锤的相互作用,采用瞬态波特征函数展开法,研究端承桩或嵌岩桩在打桩过程中的瞬态动力响应和次撞击现象。该文基于一维杆波动理论,根据系统的初边值条件,分别给出了打桩过程桩-土-锤结构的瞬态响应解和分离过程基桩的瞬态响应解。根据合理的撞击与分离过程转换条件,实现对次撞击问题的分析。通过算例,给出了基桩系统在打桩过程和分离过程的频率变化;考虑撞击激发的高频响应,分析不同模态截断项对结构响应的影响;研究了瞬态应力波的传播特性和次撞击现象。研究结果可为基桩设计以及基桩长期运作的安全评估提供参考。     

考虑运动副间隙的机构动态特性研究

为了研究运动副间隙对机构系统动态特性的影响,建立一种改进的间隙非线性连续接触碰撞力的混合模型,同时采用修正的库仑摩擦模型描述间隙处的摩擦作用,然后将间隙接触碰撞模型嵌入到ADAMS多体系统动力学分析软件中,以曲柄摇杆机构为对象,建立了含间隙机构的动力学模型并进行动力学仿真分析,仿真结果可以准确地预测运动副间隙对机构动态特性的影响,为机构设计提供了参考和依据,并且建立的间隙接触碰撞力的混合模型拓展了间隙铰接触碰撞动力学建模与含间隙机构动力学特性的研究,有利于工程实际应用。     

含双频时变滚动轴承刚度的转子-轴承系统响应特征研究

考虑有限数目滚动体和转子不平衡力引起的滚动轴承刚度的周期时变性,建立了含双频时变滚动轴承刚度的三自由度转子-轴承系统动力学模型。以单频参数激励系统响应的频率分布规律为参照,指出了含双频时变参数的动力学系统其响应的频率构成规律:双频参数激励系统自由响应中出现的频率是系统等效固有频率分别和参数频率的组合,以及等效固有频率同时和两个参数频率的组合;强迫响应中的频率除了包含自由响应中的频率成分之外,还包含外激励频率分别和两个参数频率的组合,以及其同时和两个参数频率的组合。在转子-滚动轴承系统响应中出现的倍频响应、参数频率及其倍频对应的频率成分,可以通过该分析给出合理的解释。该结论有助于更深入地理解多频参数激励系统响应的频域特征,为变参数旋转机械系统故障诊断中的频率成分识别提供了参考。     

考虑铰间间隙和重力效应的空间机械臂建模与控制

分析了不同重力环境下铰间间隙对空间机械臂动力学性能带来的影响,研究了地面装调和空间应用两个阶段的含铰间间隙机构动力学模型,在此基础上设计了不依赖控制对象模型的空间机械臂自抗扰控制(ADRC)算法,以解决重力环境和铰间间隙的改变导致地面调试好的控制系统在空间应用时无法达到控制精度的问题。该算法将机构中重力和铰间间隙的变化作为系统中的干扰,通过利用扩张状态观测器(ESO)对其进行估计,经过非线性反馈控制进行补偿,提高系统控制精度。仿真结果表明,不同重力环境下该控制算法均能达到较高精度控制要求,使系统具有较强的抗干扰性能。     

间隙非线性对惯容-橡胶复合隔振器位移响应的影响研究

为研究间隙非线性对惯容-橡胶复合隔振器位移响应的影响,建立了含间隙的非线性并联式Ⅱ型ISD隔振系统和非线性动力学方程。使用四阶和五阶龙格-库塔法在Matlab中对该非线性方程进行数值求解,以不含间隙的线性方程作为对比,通过分岔图、相位图、庞加莱截面图研究了非线性系统的动力学特性,以及非线性方程和线性方程产生明显的数值解偏差时间隙的取值范围;加工了惯容-橡胶复合隔振器试验样品,在MTS电液伺服试验台上进行了复合隔振器的位移响应试验,试验结论与理论分析结论相吻合。研究结果表明轻微的间隙不会影响到惯容-橡胶复合隔振器的位移响应,但其力学性能会受到影响。     

非线性弹性转子-轴承系统碰摩的动态响应

在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子-轴承系统的动力学模型,对系统在运行过程中的非线性行为进行了数值仿真分析,发现在亚临界转速区,系统响应主要以周期运动为主,在半倍临界转速附近有短暂的混沌运动.在临界转速区,系统响应为周期运动,振幅相应增大.在超临界转速区,系统响应以混沌、周期分频和拟周期为主要运动形式.该结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考.     

间隙对齿轮-转子-轴承系统弯扭耦合振动的影响分析

综合了动态侧隙、齿面摩擦、齿轮偏心及时变啮合刚度等因素,建立了齿轮-转子-滚动轴承系统的弯扭耦合非线性动力学模型,通过分析动态侧隙及轴承间隙对系统的影响来探究轴承端与齿轮端振动之间的耦合作用关系。结果表明:相对于无间隙系统,动态侧隙下轴承端的径向振动在高速区较为强烈,而齿轮的扭转振动在整个转速区幅度较大,随转速变化时系统提前通过非线性跳跃进入主共振区。动态侧隙的改变对轴承端的振动影响不大,但对扭振作用明显;轴承间隙的大小对系统径向和扭转振动有着显著影响,随着轴承间隙的变化,两者的时域特征及频谱存在着规律性的变化;另外,轴承间隙直接影响着动态侧隙的大小。分析结果对含间隙齿轮转子系统的研究具有重要的理论与工程价值。