热弹耦合运动斜板振动特性研究

分析无量纲运动速度、边长比、斜角,无量纲热弹耦合因子等参数对热弹耦合运动斜薄板振动特性的影响。以运动热弹耦合运动斜薄板为研究对象,基于弹性薄板小挠度弯曲理论,建立运动微分方程,采用微分求积法进行离散建立热弹耦合运动斜板的特征方程。得到了热弹耦合运动斜板前3阶模态的无量纲复频率与运动速度之间的关系曲线。结果表明,相同条件下,第1阶模态发散失稳的临界速度随着斜板角度的增加而减小,第1阶模态的发散失稳临界速度随着无量纲热弹耦合因子的增大而增大。     

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。     

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.     

基于无矩理论的凹版印刷机运动薄膜横向振动特性及稳定性

研究了运动薄膜横向振动特性及其稳定性,以无矩理论为基础,建立了多色组印刷情况下具有中间刚性支承运动薄膜的横向振动模型。根据D'Alembert原理,建立了振动系统的运动微分方程。数值分析了薄膜的振动频率与运动速度、张力、支承位置之间的关系,结果表明中间单刚性支承薄膜振动发散失稳的临界速度为35.855 m/s。对于具有中间两刚性支承的印刷运动薄膜,薄膜轴向运动速度越低,支撑位置的变化对薄膜振动频率影响越明显。     

轧制界面非稳态润滑过程系统动力学模型的建立及其数值模拟

运用轧机辊缝动力学的基本理论结合非稳态润滑理论，建立了基于非稳态工作界面的动力学模型。该模型考虑了界面上金属塑性流动过程、界面上部分流体润滑与干摩擦并存的混合摩擦学过程以及工作辊的运动等多重耦合作用。塑性流动过程分析中考虑了界面摩擦状态的动态变化，界面摩擦特性分析中考虑了工作辊运动的动态耦合，因此工作界面上的轧制力模型、界面摩擦模型、工作辊运动模型构成了界面的薄膜约束多重耦合模型。对某大型公司2800轧机垂直系统的自激振动进行了仿真，定量地分析了一些主要参数对轧机垂直自激振动临界速度的影响。     

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.     

大变形恒曲率多辊式止转筋矫直机构研究

为有效提高钢筋生产效率和矫直质量,基于楔钳作用机理,提出一种多点作用辊式止转筋机构:两侧多辊对称压下,中间三辊具有曲率微调作用,针对不同直径的高强钢筋,形成匹配的大变形曲率,并处于楔钳夹持状态,保证后续矫直过程的止转筋。在对钢筋应力应变分析的基础上,采用工程弹塑性力学基本理论,推导出钢筋弹复过程的弹复扭矩方程,结合止转辊力学模型,建立止转筋变形协调方程,确立钢筋止转条件。解析结果表明:该多辊式止转筋机构的止转力矩大于钢筋弹复扭矩,实现钢筋矫直过程止转筋,从而可有效提高矫直精度。     

系统刚度对行星齿轮传动振动特性影响研究

为了分析齿轮啮合刚度、支承刚度对行星传动系统振动特性的影响,建立了基于人字齿行星传动的平移一扭转耦合的动力学模型.在动力学模型中,每个运动构件假定有3个自由度,同时考虑各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度等影响因素.根据各构件的运动方程建立传动系统的动力学微分方程,并对其进行特征值问题求解,获取行星传动系统振动特性.     

旋转机械动静碰摩耦合振动分析

针对摩擦转子系统动力特性建立一种耦合分析模型。结合摩擦热冲击温度方程和转子热弯曲方程,推导转子热弯曲与温度直接相关的微分方程,进而建立摩擦转子动力方程与热冲击温度方程耦合的时变方程。该耦合方程既包括摩擦力冲击和热冲击对转子动力特性的影响,也包括振动特性对摩擦热量的影响。运用该耦合模型,分析某实际发电机转子摩擦情况下的振动特性。给出摩擦截面碰摩力、温度、转子弯曲变形和振动波形随摩擦时间的变化情况,结合频谱图分析不同碰摩情况下振动谐波成分,得到振动随时间逐渐发散和波动的过程。给出碰摩位置和转速对摩擦振动的影响。运用分析结论解释某实际机组发生的摩擦现象。     

滚子轴承特定结构耦合EHL控制转子非线性响应的数值研究

应用理论分析和数值计算,针对实际精密转子系统服役性能要求,研究弹流润滑(EHL)下滚子轴承特定结构对转子非线性动态行为的控制机制,讨论一些主要参数滚子振动状态的影响。结果表明:支承端峰峰(P-P)值随滚子个数、滚道曲率系数、润滑剂黏度变化显著,适当选取这些参数可跃过共振区并使运动幅值精度提高;振动谱以固有振动、通过振动及其谐波组合为主频,EHL起到阻尼器的作用,可以整体削减系统振幅。     

刚柔耦合运动对起重机吊臂振动固有频率的影响

分析了大型起重机吊臂在变幅过程中存在的刚柔耦合的运动特点对吊臂在标称运动附近振动固有频率的影响,考虑了吊钩和滑轮组质量对吊臂振动固有频率产生的附加效应。基于柔性多体系统动力学理论,采用拉格朗日方程建立了吊臂在标称运动附近的微振动方程,用复模态分析中的状态矢量法对机构振动方程进行了解耦。计算结果表明,在非线性惯性系下,吊臂在标称运动附近的微振动有3对共轭复频率。与采用传统结构动力学方法相比,考虑刚柔耦合运动的因素时,吊臂在三个方向振动的固有频率都有所降低,同时固有频率还受吊臂绕定点转动角速度、吊钩和滑轮组质量的影响,但影响程度较小。     

柔性支承下风力机齿轮传动系统非线性动力学分析

针对大型风力机塔架的柔性支承特性及其对风力机齿轮传动系统动态性能的影响,运用振动力学理论建立包含塔架刚度、时变啮合刚度、啮合阻尼和齿侧间隙等因素风力机齿轮传动系统的非线性动力学模型,基于4-5阶变步长龙格库塔对系统的无量纲非线性动力学进行求解,研究柔性支承下的风力机齿轮系统的振动特性。通过对目前国内1.5MW主流风力机齿轮系统进行实例分析,得到风力机在风载荷作用下塔架和风力机齿轮传动系统的二级平行轴斜齿轮传动系统的动力学特性。分析结果表明,在风载荷作用下,柔性支承下的风力机齿轮系统振动更加剧烈;竖直风力机塔架刚度减小,风力机齿轮相对扭转振动响应由倍周期分岔进入混沌运动。     

冷板带轧机含振动因素的轧制力模型

通过对冷板带轧机振动过程的分析,结合轧机系统结构模型,考虑工作辊和轧件的弹性变形,推导轧机垂直系统振动过程中带钢厚度、张力、辊缝接触弧长及辊缝摩擦状态变化与轧机扭转振动系统中工作辊速度、摩擦系数变化对轧制力的影响公式,建立振动状态下的轧制力模型,运用稳定性判据对含轧制力影响因素的轧机系统运动耦合模型进行分析,最后对此模型进行仿真对比验证,讨论不同工况下和垂扭耦合对轧机垂直系统稳定性的影响。结果表明,该模型符合实际情况。     

热辗中摩擦系数对环件圆度影响的仿真模拟

导出了端面辊运动学方程，并根据端面辊运动方程和抱辊运动方程，应用有限元方法建立了环件的运动模型，在不同的摩擦系数下对其运动进行了仿真模拟，通过对运动过程中芯辊和驱动辊的受力进行分析，从而得出环件的受力过程，最后得出摩擦系数对环件圆度的影响，该结论对于以后的实际生产有很大的参考价值。     

森基米尔轧机支承辊成组轴承与中间辊弹性耦合系统接触机理

建立了森基米尔轧机支承辊成组背衬轴承与中间辊弹性耦合系统多界面接触机理分析模型,采用有限元法对弹性系统及界面接触问题进行了大规模数值迭代求解;并基于此模型研究了支承辊挠曲变形对支承辊成组背衬轴承系统接触行为的影响,得到了给定2种轧制力和耦合场作用下支承辊的挠曲变形及6套成组背衬轴承内部的接触应力分布状态,以及成组背衬轴承与中间辊的接触行为规律。结果表明,在给定轧制工况条件下,中间辊最大挠度远大于支承辊的最大挠度;支承辊挠曲变形对成组背衬轴承与中间辊间的接触均匀性以及轴承内部接触均匀性产生较大影响。     

轴向运动热弹耦合楔形梁的振动特性

以工程中的基本构件楔形梁作为研究对象,分析梁在温度场和弹性场耦合条件下的振动特性。采用D'Alembert原理建立两端固支热弹耦合运动梁的运动微分方程,依据微分求积法得到其特征方程,并对两端固支耦合热弹运动梁的复频率进行了数值计算。得到不同的梁高比下,两端固支轴向运动热弹耦合梁的复频率和速度与频率的变化关系。楔形梁的第一阶模态发散失稳的临界速度随着梁高比的减小而减小,单一模态颤振的临界速度也呈现同样的变化趋势。     

行星轮多级齿轮传动系统耦合特性分析

为研究行星轮多级齿轮传动系统的耦合振动机理,建立了两级定轴齿轮和一级行星轮的行星轮多级齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比两级齿轮、行星齿轮传动系统及行星轮多级齿轮传动系统的分岔特性,研究多级齿轮系统的非线性耦合特性。通过研究发现,耦合作用使得一级定轴齿轮突跳点减少,增加了系统的稳定性,但同时又使行星轮的混沌运动传递到定轴,导致二级定轴齿轮出现大范围的混沌运动,从而又降低了系统稳定性。     

齿轮热滚挤过程中滑动系数变化对齿形误差的影响

在齿轮热滚挤加工中,轮齿上的金属在强制挤压力的作用下沿齿面产生塑性流动,使齿形发生变化.若辊模设计不合理或加工方法不当,将影响工件齿轮的齿形精度,产生噪声,降低使用寿命.产生齿形误差的原因很多,本文从啮合理论的角度出发,分析双面无侧隙啮合过程中工件齿轮齿面的滑动系数变化,分别建立工件齿轮轮齿主、从动侧的滑动系数变化方程,分析其对齿形误差的影响.这对全面分析热滚挤的加工误差机理有重要的意义,并为辊模的齿形设计提供参考依据.     

刚性飞轮转子-基础耦合系统的径向振动分析

以600Wh飞轮储能系统为研究对象,建立转子-基础系统的径向耦合动力学方程,通过数值积分法分别分析了不同飞轮转速对基础振动的影响和不同基础径向支承刚度对飞轮转子振动的影响,并采集了飞轮储能系统某一转速下的试验数据,与仿真结果对比,验证仿真结果的准确性。结果表明:定转子在平动和倾斜运动过程中都会受到转子固有频率,定子固有频率,不平衡量三个主要激励,改变飞轮转速或基础径向支承刚度会影响三个激励对应的频率分量和幅值。     

考虑身管初始挠度的弹炮耦合振动特性分析

为研究火炮发射过程中运动弹丸激励下的身管振动特性,以某型火炮为例,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立考虑身管初始挠度的移动弹丸-弹性身管耦合振动方程,利用模态叠加法对方程进行求解。基于有限元软件Abaqus以及动力学分析软件Adams建立相应考虑初始挠度的刚柔耦合动力学模型,并对数值计算的结果进行验证。在模型的基础上,对弹丸速度和弹丸质量影响炮口振动特性的规律进行分析。结果表明对于在运动弹丸激励下身管振动问题,身管初始挠度对振动分析结果的影响很大,不可忽略。在考虑身管初始挠度的情况下,弹丸速度越大,对弯曲身管的校直作用越明显,炮口振动幅值越大;弹丸速度一定时,弹丸质量越大,炮口振动幅值越大。