某新型汽油发动机曲轴系多体动力学仿真

针对某新型汽油发动机的曲柄连杆机构,在MSC Adams软件中建立曲轴系多体系统动力学模型,并进行多体动力学分析,得到曲轴前后端相对扭转角位移﹑曲轴扭转应力和曲轴名义弯曲应力等参数,分别作为校核曲轴扭振和计算曲轴强度安全系数的输入条件.     

基于Abaqus的发动机主轴承壁仿真方法

为得到发动机轴承载荷,用EXCITE PU软件对某发动机的曲轴进行仿真,计算得到轴承的EHD力,并根据轴承受力和力矩的情况,选取相应的危险曲轴转角,将对应转角下的曲轴轴承载荷映射到有限元网格上,进一步使用Abaqus对主轴承壁进行强度和疲劳分析.     

基于过程阻尼效应的电动汽车弹簧型扭振减振系统设计

为了提高电动汽车弹簧型扭振减振控制能力,提出基于过程阻尼效应的电动汽车弹簧型扭振减振方法。构建电动汽车弹簧型扭振减振的力学加载模型,采用基于直角坐标系的力矩控制方法进行电动汽车弹簧型扭振的载荷转移机构力学特征分析,构建载荷转移的电动汽车弹簧型扭振参数辨识模型,根据过程阻尼效应进行电动汽车弹簧型扭振减振的自适应调整,实现控制器参数的优化估计和辨识,基于载荷转移机构模型实现电动汽车弹簧型扭振减振系统的控制律优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行电动汽车弹簧型扭振减振控制的自适应性较好,被控系统的跟踪误差较低,提高了电动汽车弹簧型扭振减振的稳定性。     

基于UG软件的曲轴与连杆的优化设计

本文利用UG的强大建模能力,以及装配干涉分析、动态运动仿真和应力应变有限元分析等功能,建立了四缸发动机曲轴与连杆的三维模型,进行数字化样机设计,并结合运动公式计算,得出发动机曲轴和连杆的运动曲线分析图,以及活塞和曲轴在模态下的数据变化图谱、特征数据曲线和运动规律.通过对数据的分析,掌握了连杆机构在实际运行工况下的力学特性.通过数值分析与计算,可以直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态.通过数据调整,对机构进行了优化,为发动机性能优化提供数据支撑.针对不同大小和功能发动机的优化分析,提供了更为准确的参考数据.     

转子-密封系统中气流激振力的非线性动力学特性分析

在高参数汽轮机组和航空发动机等旋转机械中，转子-密封中的气流激振力对转子非线性动力学特性的影响不容忽视．本研究中建立了转子-密封系统三维流场模型，应用计算流体动力学（CFD）软件对可压缩气流流场进行模拟计算，获得了密封流场特性．由流场计算结果进一步获得了Muszynska气流激振力模型中的相关经验系数，使得此模型更加适用于气流激振力的计算．在对转子一密封系统进行非线性动力学分析过程中应用幂级数展开形式建立了系统幂级数模型．利用平均法得到气流激振力的1：2亚谐共振分岔方程，进一步应用奇异性理论和Hopf分岔理论研究了系统1：2亚谐共振的转迁集和系统超临界Hopf分岔与亚临界Hopf分岔的存在条件．通过参数控制方法抑制了转子-密封系统出现亚临界分岔的出现，使得系统稳定性提高．本文的分析结果对工程设计和操作具有一定的指导作用和意义．     

柴油机曲轴的多柔体动力学仿真与疲劳分析

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,并结合有限元法和模态叠加法建立柴油机曲轴动力学仿真模型.通过动力学仿真分析曲轴的应力和位移等动力响应,为曲轴的动态疲劳分析提供依据,为曲轴设计提供参考.     

船舶轴系双通道轴功率与扭振应力测量分析软件研发

为了实现船舶双推进轴系轴功率及扭振应力的动态测量,开发设计了轴功率与扭振应力测量分析软件,描述了轴功率及扭振应力测量的基本原理及所需设备,测量软件通过对船舶推进轴系的扭矩和转速的实时采集和计算转换,实时计算出轴功率及扭振应力,并且能够实时显示和存储扭矩,转速,轴功率即扭振应力;同时根据测量圈数对扭振应力进行频域分析,通过数据回放功能能够选择指定测量文件进行回放观察;最后,实船测试表明,该系统测试精确度高,轴功率与扭振应力分析结果显示直观,满足了船舶双推进轴系轴功率与扭振应力分析的设计要求。     

扭振测量方法及新型扭振测试系统研究

轴系的动态扭矩及扭转振动是影响机械工作可靠性与使用寿命的主要因素之一,对轴系扭转振动的测红分析,可以得到机器工作性能和轴系受力情况等重要信息.对于扭振分析,其最直接或最简单的是在对测点处的扭矩信号进行分析,与阶次分析原理相同,扭振分析的最终结果是得到不同转速下,不同谐次下的扭矩信号的幅值,然后依此为基础找到轴系的共振转速.在此基础上,可以根据计算数,得到轴系不同位置处的应力或者扭矩幅值,从而达到测试或监测扭振信号.研制了扭振测试分析仪,并对扭振测试方法和实现途径进行了阐述,通过买例证明,此方案简单、可行,可用于实际工程.     

汽车传动系扭振噪声控制方法研究

为有效实现对汽车传动系扭振噪声的控制,针对某前置后驱型汽车存在的低转速车内轰鸣噪声问题,设计了一种控制方法,根据传动系扭振引起车内噪声的机理,完成了相应模型的建立,据此计算自由振动与受迫振动,并通过传动系扭振测试验证了模型的有效性,在此基础上提出了控制低转速车内轰鸣声的方案.     

四轮轮毂电动汽车航向跟踪自抗扰控制

设计了一种用于四轮轮毂电动汽车航向跟踪的高性能控制策略,采用双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层.在直接横摆力矩制定层,分析了汽车航向的动态模型,并通过数学变换,创新性地设计了两个串联起来的自抗扰控制器,计算出了跟踪设定航向角所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法.通过Matlab/Simulink仿真验证了所设计控制策略的有效性.     

考虑齿轮啮合激励的齿轮传动轴系扭振特性分析

在传统齿轮传动轴系扭转振动计算中,将齿轮副简化为单一惯量而忽略齿轮啮合动态激励,会导致轴系扭转振动特性分析的结果不能正确描述轴系实际工作状态.本文以齿轮传动轴系为对象,考虑齿轮啮合的动态特性,建立轴系扭转振动当量模型.对齿轮啮合时变刚度和啮合激励力进行Matlab数值模拟.将Newmark逐步积分法应用于轴系扭转振动强迫振动响应的计算中,计算在齿轮啮合动态激励扭矩和外加负载扭矩的分别作用和共同作用下的轴系扭转振动响应情况,比较分析结果,说明了齿轮啮合动态特性是轴系扭转振动的重要激励源而不可忽视这一事实.     

三支撑轴系转子残余不平衡量相位差组合振动特性研究

针对三支撑汽轮机组、压缩机组等轴系中各转子动平衡合格,但安装试车后仍发生轴系不平衡振动故障问题,提出研究各跨转子残余不平衡量相位差组合对轴系振动特性的影响.首先,通过构建两跨三支撑轴系动力学有限元模型,进行轴系转子间残余不平衡量相位差典型组合,分析三支撑轴系不平衡稳态响应,得到轴系支撑处振动随各转子残余不平衡量相位差典型组合的关系,发现残余不平衡量相位差组合对高转速下轴系振动影响大,以0-180典型组合下各支撑振动幅值最小,不同于传统双支撑轴系0-0组合下振动最优的结论,最后开展轴系残余不平衡量相位差组合振动特性实验验证.论文结论可为这类三支撑轴系不平衡振动故障诊断和控制提供新的思路和参考.     

偏角不对中轴系振动的工艺控制措施研究

考虑非线性非稳态油膜力、局部碰摩力和质量不平衡的耦合激励,建立偏角不对中轴系非线性动力学方程,数值模拟并分析不对中偏角量对系统振动特性的影响,根据计算结果制定不对中偏角量的工艺控制标准.仿真计算研究表明:非稳态油膜力激励下,轴系动力学方程形式繁琐,求解困难,导致系统产生复杂的动力学行为,难以通过理论分析有效控制轴系非线性振动,而通过制定工艺可以避免理论研究难题,达到控制非线性振动级别的目的.     

热致轴向窜动引发的双盘转子扭转振动分析

以航空发动机整机系统的结构特点及复杂的运行环境为研究背景,运用Lagrange方法建立双盘转子在不平衡激励和轴向窜动影响下的弯扭耦合动力学模型;针对温度非均匀分布以及热膨胀性质引起的转轴轴向窜动,导出转/静盘面接触时环带面摩擦力与摩擦力矩表达式;最后采用4阶Runge-Kutta方法对系统进行数值求解.对系统进行动力学分析的结果表明,对于非对称双盘转子结构,热膨胀所积蓄的温度内力引发的转子轴向窜动将改变转子系统的固有特性,所产生转静件盘面环带面摩擦力与力矩,是造成转轴扭转振动的关键因素之一.     

兴仁电厂机组轴系扭振风险及应对措施研究

本文针对我国电力发展的特点,以东北某火电厂为例讨论高压直流输电可能带来的次同步振荡风险,结合大唐贵州兴仁发电厂所处的网架结构,以兴仁发电厂作为研究对象。采用基于UIF的次同步振荡风险分析方法分析出在直流孤岛运行方式下,兴仁电厂机组轴系有发生扭振的风险。针对此情况,为消除次同步振荡对兴仁电厂机组及电网的安全稳定运行带来的危害,综合考虑经济性及安全稳定性,提出在电厂侧加装TSR装置的解决方案。本文介绍了TSR装置的特点和功能,将直流孤岛方式运行下的一段模态频率1的幅值发散仿真波形作为TSR装置输入,验证装置在此激励下的动作特性,表明TSR装置能够有效起到保护机组轴系安全稳定运行的作用,验证了此方案的可行性,以及安装TSR装置的必要性。     

柔性空间机器人振动抑制轨迹规划算法

本文首次提出了一个描述柔性空间机器人振动的可直接计算的激振力指标，进 而提出了柔性空间机器人抑振轨迹规划算法．该算法采用均匀非周期四阶B样条描述机器人 的运动轨迹，B样条的控制点作为优化参数，使用改进的微粒群优化算法，以激振力为性能 指标对轨迹进行优化求解．该方法根据激振力指标而不是待定轨迹的控制结果来判定轨迹的 抑振性能，极大地简化了规划过程．对柔性双臂空间该机器人的抑振轨迹规划仿真，表明优 化轨迹取得了良好的振动抑制效果，证明了算法的有效性．     

基于耦合反步法的轧机垂扭耦合振动控制策略研究

针对轧机机电液垂扭耦合系统存在耦合振动问题, 提出一种基于耦合反步法的轧机垂扭耦合振动抑制控制策略. 首先考虑轧机传动系统、液压系统与辊系机械间的相互影响, 根据动力学定理, 建立轧机机电液垂扭耦合振动数学模型. 其次考虑到轧机耦合垂振系统和耦合扭振系统间存在状态耦合关系, 利用耦合反步法, 解决了振动控制器设计中存在的相互嵌套问题. 针对耦合系统输出性能受限问题, 借助于障碍李雅普诺夫函数方法, 同时利用神经网络来逼近未知非线性函数, 设计自适应神经网络振动抑制控制策略. 基于李雅普诺夫稳定理论严格证明了本文设计的控制方法能够保证系统输出满足所要求的暂稳态性能指标. 最后, 根据650 mm轧机的实际数据进行仿真, 验证了本文设计控制策略的有效性与优越性.     

Active damping of driveline vibration in power-split hybrid vehicles based on model reference control

The power-split hybrid vehicles are widely used owing to its advantages of high efficiency and low emission. With the increasing of the requirements of the customer’s satisfaction nowadays, vibration control is getting progressively more attention. Since the transmission system components are elastic to some extent, meantime the torque of the motor responds quickly for a sudden acceleration, hence torsional vibration takes place, henceforth the passengers will suffer inconvenience attributable to this vibration. This paper studies the active control algorithm for the torsional vibration of the power-split hybrid powertrains under rapid acceleration and deceleration circumstances. Primarily, a dynamic modeling of the power-split hybrid vehicle is built, in addition the uncertainty caused by the variable transmission ratio is analyzed. Moreover, this paper proposes a method combining the model reference adaptive control and the pole configuration method to solve the torsional vibration active control problem with uncertainties. The reference model is constructed by pole configuration method. Based on the dynamic characteristics of the reference model, the model reference adaptive control is implemented and the torque ripple reduction of output shaft under the impact conditions is achieved. Furthermore, this paper designs a dynamic coordinated control algorithm combined with active vibration control strategy, which ensures the dynamic performance and comfort performance of the vehicle. Finally, the effectiveness of this active vibration control strategy under cyclic conditions is verified using Simulink simulation and hardware-in-loop simulation.