含横向裂纹转子的瞬态振动

应用裂纹开闭条件由转子开裂轴段位移确定的刚度模型,借助摄动法,建立了含横向疲劳裂纹转子过临界转速瞬态振动的一阶近似微分方程。并通过数值积分,得到了这类非定常振动的近似解及其特性,进而讨论了有关因素的影响。     

含横向裂纹简单转子刚度的计算

以两端简支的 Ｊｅｆｆｃｏｔ 转子为对象,运用断裂力学和材料力学理论推导出含横向弓形裂纹的转子刚度计算公式,并在此基础上研究裂纹位置、裂纹深度和轴细长比 Ｒ／ Ｌ等参数对转子刚度的影响。计算结果表明,裂纹位置距转子中心越近、裂纹深度越深,转子的刚度就越小;转轴细长比越大,裂纹对转子刚度的影响就越大;当裂纹较浅时,可忽略平行于裂纹方向的刚度变化,而当裂纹较深时,应同时考虑与裂纹平行和垂直方向上的刚度变化。     

具有横向裂纹转子的刚度研究

首先计算了含横向裂纹轴转动一周,裂纹处于不同开闭状态下,轴的十六个弯曲刚度的傅氏表达式,分析了诸刚度的特点及影响其变化规律的一些因素。进而,提出了转子空间位置唯一确定裂纹转子弯曲刚度的模型,给出了主要换算公式。     

含横向裂纹的Jeffcott转子刚度分析

根据断裂力学理论和转子动力学理论,考虑沿3个坐标轴方向6个载荷的作用,推导出了含裂纹的转轴刚度。裂纹的开闭状态由裂纹面的应力决定。通过数值仿真计算发现:刚度在3个坐标轴方向上随着裂纹深度的变化幅度有很大差异,轴向刚度变化以及小裂纹情况下垂直于裂纹方向的刚度变化可以不考虑;随着细长比的增大,裂纹轴的刚度减小。     

拉杆转子系统的运动稳定性及分岔研究

考虑拉杆转子轮盘间的接触效应,并将此接触效应等效为一个具有非线性刚度的抗弯弹簧,从而建立了拉杆转子的运动模型,并推导了拉杆转子的运动方程。为了求解拉杆转子的动力学响应,将Wilson-θ法和预估-校正机理相结合提出了一种有效的计算方法,同时结合Floquet理论分析了拉杆转子的分岔行为。在计算时,首先比较了拉杆转子与整体转子的运动稳定性,结果显示拉杆转子比整体转子更稳定。最后,分别以量刚一转速、圆盘偏心量、转轴刚度为控制参数分析了拉杆转子的动力学行为,计算结果揭示拉杆转子具有周期、转周期、周期三、周期五等丰富的运动行为。     

开裂纹转子运动稳定性和振动稳态响应分析

对开裂纹转子的运动稳定性和振动稳态响应与裂纹深度、位置及轴的细长比之间的关系进行分析。研究结果表明,裂纹转子不稳定转速区随裂纹的扩展而扩大,在阻尼增大时,不稳定转速区缩小,甚至消失;受重力影响,在次临界转速附近的振动行为包含丰富的与裂纹相关的信息。     

裂纹-碰摩转子-轴承系统周期运动稳定性

建立了含有裂纹-碰摩耦合故障转子轴承系统的动力学模型,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和F loquet理论,研究了系统周期运动的稳定性。发现碰摩转子-轴承系统在不同的转速下会发生鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔等现象,裂纹-碰摩耦合故障转子-轴承系统具有不同于单一故障的独特的动力学特性。研究结果为转子-轴承系统故障诊断和安全运行提供了一定的参考。     

含裂纹的齿轮耦合转子系统非线性动力学特性分析

在考虑滑动轴承的非线性轴承油膜力以及齿轮齿侧间隙影响的情况下,综合了转轴裂纹以及齿轮质量偏心等常见故障,建立了齿轮耦合转子系统的振动模型并推导了系统的无量纲运动方程.利用数值积分对方程进行了求解,并分析了齿侧间隙以及转轴横向裂纹对齿轮耦合转子系统非线性动力学特性的影响.     

含横向裂纹管道固有频率的变化规律研究

基于应变能释放原理和线性断裂力学原理,推导了裂纹尖端方向与管道轴线方向成任意角度的横向裂纹的等效刚度的计算方程,得到了裂纹与管道固有频率的定量关系。进而研究了不同裂纹位置、深度和角度工况下结构的前3阶固有频率变化规律;通过对含裂纹管道进行实验,验证了含横向裂纹管道固有频率计算方法的有效性。     

飞机座舱风挡框架材料横向裂纹扩展性能研究

试验研究了 CCT试件在等幅载荷谱作用下的裂纹扩展性能 ,拟合得到了 Paris公式材料常数 c,n,并分析了其统计分布特性 ,检验了平均值 c,n的合理性 ;计算得到了材料的 P- a- N曲线及试件本身的 a- N曲线 ,为飞机座舱风挡框架结构损伤容限分析奠定了基础     

基于小波有限元技术的单螺杆压缩机螺杆轴的裂纹识别

为了能够有效地对单螺杆压缩机螺杆轴进行裂纹识别,以小波有限元技术为支撑,提出了单螺杆压缩机螺杆轴的裂纹识别方法.首先,结合有限元理论和Daubechies小波提出了适用于单螺杆压缩机螺杆轴裂纹识别的小波有限单元;然后,建立了单螺杆压缩机螺杆轴的振动小波有限元方程,可以对含有不同裂纹的螺杆轴进行固有频率的计算;接着,生成了裂纹识别数据库;最后,通过对4种含有不同裂纹的螺杆轴进行裂纹识别,验证了该方法的有效性.     

裂纹耦合双转子响应的非线性时间序列分析

建立了裂纹耦合双转子系统的动力学方程,分析了含有裂纹、支承在挤压油膜阻尼器上耦合双转子的复杂运动。采用非线性时间序列方法,对不同裂纹时系统的响应进行分析,估算了其最大Lyapunov指数和关联维数。结果表明,裂纹使轴的刚度下降到一定程度后,其响应由拟周期到周期运动,最后失稳。关联维数和Lyapunov指数相结合能为判断因裂纹变化引起的系统运动状态改变提供一种辅助方法。     

主轴多部件系统结合部刚柔耦合动力学分析研究

以X8140万能工具铣床为研究对象,系统地讨论了建立这种多部件机械系统的动力学数学理论模型。并在此基础上,由ANSYS软件对主轴多部件系统进行有限元建模,结合部等效处理与耦合,以及动。力学分析,并对结果进行比较分析。以求建立更有效的动力学模型并进行快速仿真。     

基于多项式判别理论时滞半主动悬架稳定性研究

基于多项式判别理论研究车辆时滞半主动悬架系统失稳机理，得出了悬架系统的失稳条件及其失稳临界时滞，为半主动悬架系统时滞控制研究提供了依据。应用数值仿真的方法分析时滞对悬架系统稳定性的影响，并在自行研制的1：1物理模型半主动悬架试验系统上进行了台架试验。结果表明，基于多项式理论研究时滞半主动悬架稳定性的方法简单，得出的稳定性条件可靠，为半主动悬架及其控制系统设计和分析奠定了基础。     

Dynamic Characteristics of Rotor System with a Slant Crack Based on Fractional Damping

The traditional modeling method of rotor system with a slant crack considers only integer-order calculus.However,the model of rotor system based on integer-order calculus can merely describe local characteristics,not historical dependent process.The occur of fractional order calculus just makes up for the deficiency in integer-order calculus.Therefore,a new dynamic model with a slant crack based on fractional damping is proposed.Here,the stiffness of rotor system with a slant crack is solved by zero stress intensity factor method.The proposed model is simulated by Runge-Kutta method and continued fraction Euler method.The influence of the fractional order,rotating speed,and crack depth on the dynamic characteristics of rotor system is discussed.The simulation results show that the ampli-tude of torsional excitation frequency increases significantly with the increase of the fractional order.With the increase of the rotating speed,the amplitude of first harmonic component becomes gradually larger,the amplitude of the second harmonic becomes smaller,while the amplitude of the other frequency components is almost invariant.The shaft orbit changes gradually from an internal 8-type shape to an ellipse-type shape without overlapping.With the increase of the slant crack depth,the amplitude of the transverse response frequency in the rotor system with a slant crack increases,and the amplitude in the second harmonic component also increases significantly.In addition,the torsional excitation frequency and other coupling frequency components also occur.The proposed model is further verified by the experiment.The valuable conclusion can provide an important guideline for the fault diagnosis of rotor system with a slant crack.