高速切线泵叶轮结构流固耦合分析

高速切线泵是伺服系统动力元件,利用流固耦合方法分析了切线泵叶轮在耦合流场压力载荷时的应力状态,并与无流场压力载荷时的叶片应力状态进行了对比分析。叶片内部应力整体分布规律为越靠近叶轮中心的区域应力越大,越靠近叶轮外缘的区域应力越小;叶片根部最内侧为切线泵叶轮的危险点,耦合流场压力载荷对叶片最大应力影响较小,但会对整个叶轮应力的状态进行重新分布,个别叶片的应力会增大,设计时应注意对每个叶片区别分析。     

圆柱贮液器模态实验研究

为了充分认识和研究液体推进剂对火箭贮液器固有振动特性的影响，进行了圆柱贮液器的模态实验，测出了贮液器在不同液高时的液－壳耦合振动模态，并与理论分析结果进行了比较．通过比较贮液器固有频率的理论计算值与实验值，证实了在贮液器－壳耦合振动分析中所做的理论假设和近似处理的合理性以及计算结果的可信性．实验表明，液体的存在对贮液器液－壳耦合振动模态有着重大的影响，液体在贮液器内越多，贮液器的耦合振动频率就越低．     

液体防晃研究进展

液体推进剂的晃动特性对大型液体运载火箭以及战略弹道导弹的飞行稳定性有着很大的影响．为了使导弹和航天运载器具有良好的飞行稳定性，就必须对其内部液体推进剂的晃动加以抑制，避免使液体晃动与整体结构的固有振动发生耦合，防止结构的固有振动频率和液体晃动频率落入控制系统的频带之中．文中概述了近年来液体推进剂防晃研究方面所取得的进展     

焊接叶轮残余应力的数值模拟

采用双椭球热源模型建立叶轮TIG焊接的移动热源模型,以计算得到的温度历史作为热载荷,计算焊缝附近的残余应力分布,通过对比已有的文献实验数据以验证模型的有效性。进一步建立叶轮残余应力和残余变形的计算模型,分析焊接温度历史、叶轮应力和变形历史之间的内在联系,研究焊接参数和叶轮参数对焊后残余应力和残余变形的影响规律。分析结果表明:在叶轮叶片焊接时,获得的热应力随焊接温度的增加而增加,当焊接温度达到峰值时,热应力滞后几秒达到最大值;随着叶片厚度的增加,焊接变形略有减小,远离焊缝位置的叶片残余应力随叶片板厚增加而减小,同时叶片的残余应力和变形与叶片和叶轮的刚度比有关。     

导流板对Savonius型海流发电叶轮的影响分析

Savonius型叶轮是应用最广泛的海流发电叶轮之一,其成本低、自启动性较好,但是发电效率较低。为了提高Savonius叶轮的发电效率,提出了在Savonius叶片上增加3块导流板的新型垂直轴式叶轮的设计方案。为了探索导流板对叶轮的发电性能影响,利用商业计算流体力学(CFD)软件FLUENT分析了叶轮在不同旋转速度下的发电特性,采用滑移网格技术对叶轮进行了2D非定常数值流体计算,分析了在工作环境下叶轮的速度场、压力场的基本特点。计算结果表明,该叶轮在尖速比λ=0.9时获得最大平均功率系数0.481,其发电效率大约比Savonius叶轮高10%～20%左右。     

发动机转子叶片的动力学分析

为更好地了解和掌握发动机叶片的固有振动特性,对某发动机转子叶片进行模态分析和谐响应分析。利用大型有限元计算软件ANSYS,采用三维实体单元建立有限元模型,得到了不同材质叶片的前8阶固有频率和振型,并将分析结果与实验结果比较。结果表明:钛合金更适合作为叶片的铸造材料;在简谐载荷作用下,叶顶的响应要远大于叶根部的响应值;采用20节点的三维实体单元计算精度高;定轴转动叶片的离心力载荷主要影响叶片的扭转振动频率。     

液力变矩器流体-固体耦合压力脉动分析

在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与叶轮振动时域特性,对载荷脉动进行频率转换并对叶轮模态进行频域分析。分析表明:涡轮叶片所受压力载荷脉动幅值最大处位于叶片入口与外环连接处;压力载荷脉动与叶片振动的幅值沿叶片入口到出口逐渐减弱,且随着速比升高载荷脉动幅值与叶片振动响应明显减弱;涡轮脉动峰值频率在叶轮第2阶与第3阶模态之间,随速比升高,压力载荷脉动频域幅值明显减弱。     

模拟过载与振动耦合条件下的绝热层烧蚀试验

发展了一种模拟过载与振动耦合条件下的绝热层烧蚀试验方法．研制了试验装置，利用收敛管使颗粒聚集来模拟过载条件下发动机内的高浓度颗粒流．振动通过激振电机、活动台架和弹簧组件来产生。用该试验装置针对5-II材料开展了模拟过载和振动耦合条件下的烧蚀试验．试验工况模拟了飞行高过载（横纵向50g）和振动（频率49．3Hz，加速度幅值12g、频率48．8Hz，加速度幅值15．4g）的耦合状态。试验发现5-II材料试件表面被颗粒冲蚀出了明显的凹坑，烧蚀要比常规条件下的大很多，这主要是由过载造成的。通过分析，认为在文中试验条件下．振动对高浓度颗粒冲蚀产生的绝热层烧蚀有一定的弱化。     

混流式喷水推进泵叶轮刮擦故障诊断方法

针对喷水推进泵的叶顶间隙过大或者过小都会影响喷水推进船航速的问题,提出一种利用泵壳体振动和输入轴力矩参量对叶轮刮擦故障进行识别的方法。在介绍混流式喷水推进泵叶轮径向摩擦振动机理的基础上,对装有2台喷泵的某高速巡逻艇的实船试航,通过获取的靠近叶轮的壳体振动信号以及输入轴力矩信号分析,得到了具体的故障特征指标。该分析结果为使用人员及时对这类异常状态做出快速、准确的判断,及时调整叶轮安装的状态以防止更大事故的发生提供了参考。     

基于线角耦合分析的大型舱段角振动传递特性试验方法研究

火箭捷联惯组的角振动传递特性是控制系统设计的重要参数,通过试验获取角振动传递特性是保证姿控系统稳定性的重要手段.大型舱段的角振动传递特性试验难度高于单惯组情况,需要研究在现有设备能力的基础上提高试验结果精度的方法.提出了基于线角耦合分析的角振动传递特性分析方法,分析了该方法的适用范围.设计梁模型算例对理论进行了验证.将该方法应用在了运载火箭仪器舱惯组支架角振动传递特性试验中,对不同试验方法得到的角振动传递特性进行了对比.基于线角耦合分析的试验方法可以提供更加准确的传递特性.研究结论可为大型舱段角振动传递特性试验的实施提供参考.     

大长径比弹箭飞行中的共振条件研究

从弹簧空间摆动和弹性振动耦合的动力学模型出发,对弹箭飞行过程中的共振不稳定性问题进行了研究。在非动态耦合的情况下,得到了一阶弹性振动的共振频率和共振条件。在考虑动态耦合时,推导了一阶振动模态下的频率方程,建立了用于求解N阶振动模态下共振频率的特征矩阵。     

往复式压缩机壳体模态实验研究及仿真分析

往复式压缩机壳体模态参数的求取是对壳体进行改进的依据,首先采用锤击法对正常放置情况下的往复式压缩机壳体进行实验模态研究,利用模态稳态图对真实模态频率进行判别,并使用最小二乘法对模态参数识别,得到模态的固有频率,阻尼,振型等相关模态参数,其次对上壳体下壳体使用不同连接方式的壳体进行模态仿真分析,比较仿真结果得到较为贴近实验模态的固有频率以及对应振型。最后得出压缩机3 000 Hz左右声辐射较大的原因主要是壳体模态被激发,壳体实验模态与仿真分析为压缩机减振降噪提供依据。     

高压星型空压机振动分析与虚拟样机仿真

高压空压机是船舰上的重要设备,其振动噪声是评价空压机性能的重要指标;通过现场测量得出高压星型空压机的振动情况。理论分析星型空压机所受的惯性力和惯性力矩,提出星型空压机的平衡方法;采用Adams软件对星型空压机进行虚拟样机仿真,得出空压机曲柄连杆机构平衡前、后所受振动力的大小;对平衡前后振动力进行频谱分析,表明星型空压机在一阶惯性力完全平衡,二阶惯性力合力为零的情况下,三阶惯性力成为影响振动力大小的主要因素。     

涡喷发动机压气机转子叶片的故障分析及研究

分析了某型涡喷发动机压气机转子叶片断裂的故障，确定了叶片的断裂机理，提出了采用叶片错频的方式和实现叶片错频的工程方法解决叶片颤振问题．最终的实验结果验证了分析和解决方法的正确性．     

高压空压机冲击噪声与振动故障的导波识别分析

冲击振动和冲击噪声是舰船高压空压机的主要振动源和噪声源,识别出冲击振动的产生原因对于降低高压空压机整机的振动与噪声具有十分重要的意义。采用导波传播定位测试技术对4级高压星型空压机冲击振动的产生机理进行了分析,发现第一级排气冲击是引起空压机整机振动与噪声的最主要原因,其次是第二级排气冲击,为采取改进气阀结构来降低高压空压机整机的振动与噪声提供了依据。     

轴向运动简支梁振动响应分析

轴向运动系统广泛存在于诸如火炮发射系统、动力传送带、带锯、空中缆车索道等工程领域,理论上可将其抽象为轴向运动弦线和梁的力学模型,具有重要理论意义和工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了移动质量作用下轴向运动简支梁振动方程,利用Galerkin法对方程进行离散,采用Newmark-β法对方程进行数值求解。计算了移动质量对轴向运动梁动态响应的影响,结果表明：相比轴向运动梁的自由振动,移动质量的作用使轴向运动梁更多的模态被激起;移动质量速度越小,频域成分越丰富;在移动质量作用前半阶段,梁的振动频率较低,在后半阶段振动频率较高。     

连续分布轴系扭/弯耦合振动的自由振动研究

本文建立了连续分布轴系扭转振动和弯曲振动耦合的模型和数学表达式 ,对轴系扭 /弯耦合的自由振动求得了解析解 .并对仅考虑轴系自重情况下的简支轴系扭 /弯耦合振动进行了求解 ,通过实验研究验证了理论计算结果 .发现了耦合频率与非耦合情况下的扭振和弯曲振动固有频率的对应关系 ,这对于轴系复杂振动形式的研究和分析提供了理论依据     

TC11钛合金压气机盘的模锻工艺优化

TC11钛合金是生产发动机叶片和压气机盘的重要材料,随着对发动机安全可靠性能要求的提高,得到变形均匀的压气机盘锻件十分重要。根据制定的TC11钛合金热加工图,确定该合金压气机盘的基本锻造工艺。结合热力耦合刚粘塑性有限元法和正交设计方法,研究不同坯料尺寸、模具温度和变形速度对压气机盘成形工艺的影响,提出以变形均匀性函数为目标函数优化压气机盘的成形工艺,最终优化TC11钛合金压气机盘的锻造工艺。     

基于Bently3500 的风洞压缩机轴系监测系统

为准确监测0.6 m连续式跨声速风洞压缩机轴系的径向振动、轴向位移和键相位信号,设计基于Bently3500的轴系监测系统.采用Bently3500机械保护系统进行硬件配置和参数组态,通过PLC下位程序和上位机HMI设计,建立一套连续的在线轴系检测系统,并成功应用于压缩机运行和风洞调试.结果表明:系统能准确反映压缩机轴系的实时运行状态,实现轴系关键运行参数的连续采集、在线监测和逻辑报警,为压缩机的安全运行保护提供依据.     

尾翼稳定脱壳穿甲弹发射过程振动分析

根据尾翼稳定脱壳穿甲弹的几何形状特点 ,建立了尾翼稳定脱壳穿甲弹三维振动分析有限元计算模型 .计算分析了某工程尾翼稳定脱壳穿甲弹的振动固有频率特性 ,得到了各阶振动的固有频率及相应振型 ;数值模拟了弹丸系统在共振条件下的振动响应 ;讨论分析了尾翼稳定脱壳穿甲弹振动特性对弹丸系统发射安全性的影响 ,为尾翼稳定脱壳穿甲弹的设计和事故分析提供一种工程方法