轴向运动耦合热弹梁的稳定性分析

研究了轴向运动梁的耦合热弹稳定性.根据轴向运动梁的运动微分方程和考虑变形影响时的热传导方程,得出了温度场和变形场耦合情况下梁的耦合热弹运动微分方程.对两端简支轴向运动梁耦合热弹振动的复频率进行了数值计算,得出了无量纲复频率与无量纲运动速度之间的关系曲线.分析了无量纲热弹耦合因子、无量纲运动速度和梁的长高比对梁的临界速度和稳定性的影响.     

摩擦离合器摩擦片的热弹耦合振动分析

基于弹性薄板小挠度理论和考虑变形影响的热传导方程,建立了摩擦离合器摩擦片的热弹耦合圆环板模型和相应的运动微分方程,采用微分求积法离散运动微分方程和边界条件,得到了离合器摩擦片在横向温度变化影响下前3阶无量纲固有频率与无量纲角速度和热弹耦合系数之间的关系曲线。研究(计算)结果表明,摩擦片的前3阶无量纲固有频率随着无量纲角速度和无量纲热弹耦合系数的增大而增大,不同的边界条件对摩擦片横向振动固有频率的增大幅度有一定的影响。该结论为摩擦离合器的设计与性能分析提供了一定的理论基础。     

斜支承导向的TPU薄膜振动特性研究

TPU薄膜在生产过程中有斜支承导向辊对薄膜起导向传输和支承作用,此外还需要有加热烘干系统进行即时干燥,这些过程都不可避免的引起TPU薄膜的横向振动,从而影响薄膜的制备精度和质量。根据D’Alembert原理,建立具有运动速度的TPU薄膜的动力学模型及热传导方程,解耦后得到含有热弹耦合系数的运动TPU薄膜振动方程;考虑薄膜导向辊斜支承作用,建立无量纲化的斜支承下TPU薄膜的振动方程;采用微分求积法对耦合方程进行离散,研究运动TPU薄膜复频率变化对无量纲速度、斜支承角度、热弹耦合系数、张力比的影响,定量分析各参数对运动TPU薄膜振动稳定性的影响,从而提高汽车TPU薄膜的涂布精度和制备质量。     

考虑热弹耦合的斜齿轮接触特性及修形研究

利用ANSYS-APDL参数化建模,建立可以考虑不同齿顶修缘量的斜齿轮啮合模型。通过赫兹接触理论和摩擦学原理,计算有限元模型的边界条件和载荷,得到齿轮副本体温度场的分布。将齿轮本体温度场作为体载荷施加在啮合齿轮副上,分别对齿轮系统进行结构分析、热变形分析以及热弹耦合分析。通过对比结构分析和热弹耦合分析结果中齿轮变形和应力分布以及传动误差的分布,研究齿轮系统温度场对齿轮接触特性的影响,确定考虑齿轮系统热变形的齿廓修形参数。将修形前后齿面温度场的分布结果以及热弹耦合分析结果进行对比。结果表明轮齿热变形对啮合性能影响显著,因此修行时应考虑齿轮热变形影响。     

起重机简支斜板的局部稳定性研究

为了分析起重机斜板结构的局部屈曲失稳问题。针对斜坐标系下纵向载荷作用斜板的屈曲控制微分方程、简支边界条件,进行无量纲化。同时,给出微分求积法(DQM)求解简支斜板局部屈曲失稳临界载荷的具体方法。以单向轴压作用下简支斜板为例,首先通过对比验证DQM数值解的精确性;最后对起重机简支斜板结构参数与屈曲临界载荷之间的关系进行了研究。     

功能梯度斜板的屈曲分析

研究面内荷载作用下功能梯度斜板的屈曲问题.基于经典板理论,假设材料性质为板厚度方向坐标的幂函数,不考虑温度的影响,推导功能梯度板在纵向荷载作用下的平衡微分方程,运用坐标转换关系,建立斜坐标系下功能梯度斜板的屈曲微分方程.采用微分求积法,离散屈曲微分方程,结合边界条件,给出功能梯度斜板在两对边受有均布压力作用下临界屈曲荷载的无量纲数值解.在此基础上,讨论板的几何外形尺寸、夹角、梯度指标以及中面变形等因素对临界屈曲荷载的影响.结果表明:功能梯度板的临界屈曲荷载变化介于相应的均质各向同性板的临界屈曲荷载变化之间;功能梯度材料板的临界屈曲荷载变化随板的相对几何外形尺寸宽长比b/a的减小而减小,随梯度指标κ和夹角θ的增加而减小;中面变形对夹角较小和梯度指标较高的板有较大影响.     

不同自由度耦合斜齿轮转子系统的振动特性

以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象,考虑静态传递误差和齿轮几何偏心等因素的影响,建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型。将其与转子系统有限元模型进行耦合,建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。转子系统采用梁单元模拟,齿轮之间的啮合通过啮合刚度矩阵和阻尼矩阵模拟,并分析了不同自由度耦合下系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明,考虑弯扭耦合和弯扭轴摆耦合会产生较多的弯扭耦合频率,响应计算结果出现的峰值点均对应系统的固有频率,而考虑弯扭轴摆耦合可以更好地表征系统的不同自由度的耦合振动情况。此研究结果可为齿轮耦合转子系统设计提供参考。     

三环减速器热弹耦合动力学特性研究

针对三环减速器存在的发热严重、振动大、噪声高等问题,建立了齿轮-轴-轴承-箱体系统热弹耦合有限元模型,得出三环减速器整机的温度场,结果表明,输入轴行星轴承是主要的发热源。在此基础上,将热单元转换为结构单元,加载模型的节点温度,得出整机固有频率和振型。并施加齿轮内部动态激励,进行整机动态响应的数值仿真,结果表明,考虑热弹耦合后,固有频率有所降低,箱体表面的振动位移和加速度有所增大。为三环减速器的参数优化以及散热系统的合理设计提供一定的理论依据。     

振动磨机环扇形激振板的横向振动与稳定性分析

振动磨机的磨粉效果与激振系统动力学响应有较大关系,其激振系统的横向振动和稳定性研究具有重要的理论意义.根据弹性薄板小挠度理论和哈密顿原理,建立振动磨机环扇形激振板的运动微分方程.采用微分求积法离散方程和边界条件,计算得到环扇形板前三(四)阶无量纲复频率随无量纲角速度的变化情况,分析半径比和扇形角对环扇形板横向振动的影响...     

轴向运动功能梯度梁的横向振动

新型非均匀复合材料,功能梯度材料具有防止脱层和减缓热应力等优良性能,将其应用于功能梯度梁的结构有着非常重要的工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论和Hamilton原理,建立轴向运动功能梯度梁横向自由振动的运动微分方程,其中假设功能梯度梁的材料特性沿梁厚度方向按各组分材料体积分数的幂函数连续变化;再对运动微分方程和边界条件进行量纲一处理,采用微分求积法对其进行离散化,导出系统的广义复特征方程,然后计算分析轴向运动功能梯度简支梁横向振动复频率的实部和虚部随量纲一轴向运动速度、梯度指标等参数的变化情况,并讨论量纲一轴向运动速度和梯度指标对功能梯度梁的横向振动特性以及失稳形式的影响。     

功率四分支齿轮传动系统的弯扭耦合振动固有特性研究

在轴承-转子系统动力学理论的基础上,考虑齿轮啮合效应和转子弯扭耦合效应,建立了功率四分支齿轮传动系统振动方程,求解自由振动的特征方程,获得了该系统耦合状态下的前14阶固有频率和振型,以及非耦合状态下前8阶固有特性。得出如下结论:1)系统结构的对称性导致部分转子的模态对称;2)系统的模态类型主要表现为两类形态:一类以某一转子振动为主,其他转子的振幅很小;另一类表现为复杂的多转子弯扭耦合振动;3)转子间的弯扭耦合对系统的固有频率和模态产生了很大的影响,在进行功率四分支齿轮传动系统的振动特性研究时,必须同时考虑转子弯扭耦合效应的共同作用。     

风力机制动系统摩擦片的振动特性研究

为了降低风力机制动系统的制动振动,研究了风力机制动系统摩擦片的振动特性,针对某型风力机盘式制动器,考虑制动盘与内外摩擦片的接触耦合,以多自由度振动力学理论为基础,并结合库伦摩擦模型,建立了制动盘-摩擦片的六自由度动力学模型,研究了制动力和摩擦片材料对制动振动的影响,得到了内外摩擦片沿制动盘旋转切向方向和法向方向的振动位移曲线图和相图。结果表明:风力机在制动工作过程中,制动力越大,内外摩擦片在两个方向的振幅越大,振动趋势越强;在相同的制动力下,三种摩擦片中C/C纤维复合材料摩擦片的性能最好,振动幅度最小,达到振动稳定状态所用的时间最短。     

列车车轴的热弹性振动分析

基于Euler-Bernoulli梁理论,并假设车轴轴向温度场为一维稳态导热问题,使用Hamilton原理推导出列车车轴的热弹性振动的运动方程,使用Rayleigh-Ritz法对方程进行离散处理,研究温度对车轴振动的影响,得到车轴的模态坐标值随时间的变换关系.研究表明,热源温度提高会增大列车车轴的热弹性振幅,需要对轴温...     

扭-纵耦合对曲轴系统固有振动特性的影响

利用集总参数法建立了曲轴扭转-纵向耦合振动数学模型,应用该模型分析了耦合作用对曲轴系统固有特性的影响。数值计算结果表明：扭-纵耦合振动能够改变曲轴系统的固有频率,使其临界转速降低,并产生一些新的耦合振型。     

带气膜阻尼悬臂平板的振动特性研究

针对航空发动机叶片振动疲劳损伤问题,建立了带振动能量耗散机制的气膜阻尼理论模型.将气膜内气体的流动分别等效为牛顿流体的流动和泊肃叶流体的流动,推导出气膜阻尼结构的阻尼比方程,研究了带气膜阻尼悬臂平板的振动特性.目的是为航空发动机风扇叶片气膜阻尼的结构设计提供理论依据和技术支撑.结果表明:泊肃叶流体能够考虑更多的振动能量...     

压电智能板结构的振动模型预测控制研究

研究了压电智能板结构的振动预测控制问题,在导出其有限元运动微分方程后,对其进行解耦,在状态空间中利用最小实现和平衡降阶法对其进行降阶处理,据此降阶模型设计了模型预测控制器,将其应用于对原系统的振动控制,并讨论了预测步长和控制步长对控制性能的影响。以智能悬臂板结构为例,求出了相应的预测控制器,仿真结果表明它成功地实现了压电智能板结构对干扰的抑制。     

滚子链传动振动特性的研究

提出了滚子链传动的横向振动新模型，依据新模型导出了滚子链传动时横向动力响应的表达式     

非线性裂纹转子密封系统的耦合振动分析

随着旋转机械结构参数的提高,作用在转子上的密封中的气流激振力将显著增大。本文针对裂纹转子密封系统进行了研究。应用Muszynska非线性密封力模型,建立了在密封中的气流激振力作用下的裂纹转子系统耦合动力学方程,分析了在非线性密封力作用下的裂纹转子运动特性,并着重讨论了迷宫密封的物理和结构参数对裂纹转子运动特性的影响。研究结果表明,系统具有非常丰富的非线性动力学行为,密封中的气流激振力对裂纹转子的周期运动有明显的抑制作用,密封结构的各主要参数对系统稳定性有很大影响,故可以通过调整密封参数来改善系统的动态稳定性,这为旋转机械的理论设计和故障动态监测提供了理论依据。