高速电解液循环泵流体冲击计算及试验研究

根据流体力学理论对高速电解液循环离心泵在水下约240m处工作时，由于静压力在泵入口管中形成高速流体所产生的冲击载荷进行了分析，给出了高速流体冲击载荷的理论计算公式，并在模拟试验装置和实际系统装置上进行了流体冲击试验，对试验结果进行了分析研究。     

涡轮泵流体静压轴承设计及性能特性分析

针对流体静压轴承在液体火箭发动机涡轮泵中的设计和应用,以现有的滚动轴承支承的涡轮泵转子为应用对象,提出流体静压轴承的参数设计思路,采用粒子群优化算法设计得到支承刚度最大化的轴承结构参数组合,并计算分析所设计轴承的性能以及轴承-转子系统的动力学特性。分析表明：优化设计得到流体静压轴承的承载力和支承刚度可以满足要求,但轴承总流量达泵流量的21%,这会显著降低涡轮泵的总体效率;仅将滚动轴承改为流体静压轴承,而不改变其他结构或布局,转子的稳定性不能满足要求;涡轮泵流体静压轴承转子系统设计时应尽量将轴承布置在转子位移较大的位置,以充分发挥其阻尼作用。     

冲裁噪声的等效阻尼治理试验研究

采用聚氨酯弹性体薄板为阻尼材料,对100kN开式可倾冲床的连杆球头和1000kN单柱固定台式冲床模座下进行阻尼降噪试验研究,发现了“等效阻尼规律”。该规律在振动和噪声控制领域有广阔的应用前景。     

超高速燃气涡轮泵机械密封的分析与研究

从辅助密封圈的预接触压力和接触压力、机械密封端面静态力平衡分析、摩擦副温度场和应力场分析3个方面,研究了某火箭发射时涡轮泵排气背压的增大对机械密封工作性能的影响,并得出了机械密封满足火箭发射使用要求的结论.     

冲裁器声的等效阻尼治理试验研究

采用聚氨酯弹性体薄板为阻尼材料,对１００ｋＮ开式可倾冲床的连杆球头和１０００ｋＮ单柱固定台式冲床模座下进行阻尼降噪试验研究,发现了“等效阻尼规律”。该规律在振动和噪声控制领域有广阔的应用前景。     

航天伺服超高速涡轮泵转子动力学特性研究

为研究航天伺服系统用小型超高速涡轮泵工作过程中的振动特性,针对涡轮泵的轴系进行转子动力学分析.使用有限元软件ANSYS进行APDL参数化建模仿真的方法,计算了转子的临界转速、模态振型.对转子不平衡质量力在多种分布条件下的动力学响应进行研究,得出轴系最佳响应对应的不平衡质量力分布方式,以及在二阶临界转速下涡轮泵轴系的振动及支承反力控制方法,具有工程应用价值.     

超高速涡轮泵排气连接结构数值模拟及其优化

涡轮泵排气连接结构的可靠性对系统工作具有重要意义。首先对排气管、膜片座的配合关系进行分析,得到实际配合中的接触、刚好接触、不接触三种工况,然后分析拧紧力矩得到轴向作用力,再通过膜片组件结构简化以及ABAQUS有限元仿真计算,得到各工况下的应力云图、位移云图,并最终得出排气管、膜片座的最佳配合设计工况为不接触配合,研究结果对连接结构设计具有指导意义。     

流体粘度对涡轮流量计计量特性影响研究

固井泥浆流量计是应用在油田固井工程中进行泥浆流量计量的仪器,属于切向式涡轮流量计。为探究流体条件对其计量特性的影响机理,首先建立流量计叶轮驱动力矩和阻力矩的数学模型,在此基础上建立仪表系数K的模型,并发现流体粘度是影响因素之一。其次,考虑到实际固井作业中,粘度对仪表计量特性的影响规律较为复杂,因此使用有限元分析软件,建立6DOF叶轮被动旋转流体仿真计算模型,对多种流体粘度35、45、55、65、75 mPa·s条件下的流场特性以及仪表系数特性进行仿真分析,总结粘度变化对流量计计量特性的影响规律。最后通过实际采集的固井测量数据和仿真数据进行比较,平均误差为1.38%,验证了建立的仿真模型的有效性。     

密封和内阻尼对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统动力稳定性的影响

考虑内阻尼的Timoshenko梁一轴有限元离散化转轴,用Muszynska密封力模型描述非线性密封流体激振力,建立实际火箭发动机液氢涡轮泵转子系统的非线性有限元模型。结合已有试验数据,结合打靶法和Floquet 理论研究该系统在刚性支承和柔性支承两种工况下密封和内阻尼对系统稳定性的影响。分析轴承阻尼、轴向雷诺数以及密封各参数在两种支承下对系统临界失稳角速度的影响。     

浅谈发动机涡轮泵动静压轴承研究状况

以液体火箭发动机涡轮泵为典型应用背景,讨论了液体动静压滑动轴承的技术特点及其用于液体火箭发动机涡轮泵转子支撑的研究进展情况;得出了液体动静压滑动轴承可用于液体火箭发动机涡轮泵转子支撑的结论,同时提出了待解决的关键技术。     

超高速涡轮泵机械密封热弹流润滑特性研究

以超高速涡轮泵用机械密封为研究对象,针对超高速工况下密封界面多场耦合变形行为和热弹流润滑特性不明等问题,建立密封动静环和润滑液膜的耦合数学模型,研究不同转速和密封压力下的密封界面润滑特性和端面变形行为,分析相应的密封性能变化规律。结果表明：超高速工况下密封端面产生沿泄漏方向收敛的液膜间隙,密封动环的高温热变形是主因;随密封压力的增大,液膜间隙的收敛角减小,最大膜厚和泄漏率增大,端面温升明显减小;随着转速的增大,液膜间隙的收敛角、端面温升和泄漏率增大,摩擦扭矩减小。建立的流固热力耦合模型可为超高速涡轮泵用机械密封端面的优化设计提供理论指导。     

等效阻尼对弛张筛筛面动力学特性的影响分析

通过考察惯性式弛张筛的结构特点,对弛张筛系统进行动力学分析,建立了包含等效阻尼系数的振动方程并求解。根据弛张筛的设计参数,求出等效阻尼存在和为零时,固定筛框和浮动筛框的运动方程。在此基础上,利用SAMCEF Field非线性有限元软件中的隐式非线性模块,成功实现了对弛张筛筛面动力学特性的仿真,获得了阻尼比b=0和b=0.1时筛面中点的位移,速度和加速度随时间的变化曲线。研究结果表明,等效阻尼对筛面加速度影响较大,阻尼越小越有利于振动强度的提高。     

单晶压电悬臂梁等效黏性阻尼建模与实验

为了完善压电悬臂梁非耦合集总参数模型,进而优化设计压电振子,本文根据机械振动理论以及阻尼理论,建立了单晶压电振子等效阻尼系数的理论模型。理论分析并实验验证了基板材料性能,结构尺寸以及截面形状等不同因素对等效机械阻尼及电阻尼的影响规律。最后,制备了3组不同形状尺寸的压电振子样品,并进行了冲击振动试验来验证理论分析结果。研究表明,压电材料层对整体阻尼的影响主要取决于基板与压电材料的弹性模量比;压电材料每个振动周期的电能损耗与悬臂梁长度的三次方成正比,与宽度成反比;而决定振幅放大因子的阻尼比并非随结构尺寸单调变化。实验结果与理论模型的误差为2.5%~14.7%,证明了理论模型的可靠性。分析表明,在可承受极限载荷相同的情况下,静态特性最优的变曲面悬臂梁动态特性并非最佳,得到的结果对于压电振子的优化设计具有现实意义。     

磁流变阻尼器等效线性阻尼系数计算

基于修正的Bouc_Wen模型分析了磁流变阻尼器的性能,并计算了其等效线性阻尼系数;基于修正的Bouc_Wen模型的仿真数据,通过曲线拟合回归分析方法建立了磁流变阻尼器等效线性阻尼系数与控制电压以及磁流变阻尼器运动振幅之间的关系模型,并验证了模型精度。研究结果显示,等效线性阻尼系数模型具有较高的精度,相对误差低于1%;对于应用强非线性磁流变阻尼器的振动系统,在给定频率下,利用等效线性阻尼系数模型可以有效提高系统振动及稳定性分析的计算效率。该研究为磁流变阻尼器的控制应用提供了理论依据。     

涡轮增压器压气机模型流体域的建立和网格的生成

本文介绍了车用涡轮增压器压气机模拟3D模型的建立与网格划分方法。首先运用CATIA软件对涡轮增压器压气机涡管和压气机的实际3D模型以及模拟用的流体域模型进行建模,并运用ANSYS MESH模块对涡管以及压气机进行网格划分,网格结构主要为四面体结构。在压气机叶片部分,采用ANSYS BLADEGEN模块,在输入设计参数后,其模块自动生成叶片部分的流体域模型。再将该叶片模型导入到ANSYS Turbo grid模块中进行网格生成,其网格形式为六面体,为后续的优化设计打下基础。     

串联双腔起落架缓冲器等效刚度阻尼特性分析

以某带内外节流阀的串联双腔缓冲器为研究对象,将其简化为两级弹簧阻尼串联组成的振动系统,利用一种等效线性化方法,分析了缓冲器在多种频率下的缓冲器等效刚度和当量阻尼分析值,并与试验数据进行对比,相对误差在15%以内,结果吻合良好,验证了所建动力学模型的正确性。分析表明,缓冲器等效刚度和阻尼随静态压缩量呈现严重的非线性,高压腔开始工作阶段,在相同外激励频率情况下缓冲器等效刚度、阻尼出现峰值,随后有较大幅度下降,其等效刚度峰值可达到742854N/m,等效阻尼峰值可达到39580N·s/m。缓冲器等效刚度阻尼在同等静位移情况下随外激励频率的增加而减小。     

薄壁机匣结构复杂冲击载荷与等效试验方法研究

航空发动机机匣属于典型薄壁框架结构,针对断轴后其承受的由涡轮转子的轴向冲击与周向扭转冲击构成的复杂冲击载荷,建立了包含涡轮转子与排气机匣等关键部件的数值仿真模型,以仿真结果中排气机匣的复杂冲击载荷与能量耗散为切入点,获得了复杂冲击过程中二者的动态响应;指出在涡轮转子的高速旋转与轴向移动复合运动因素中,初始转速对冲击载荷与能量耗散无明显影响;进一步转换涡轮转子与排气机匣的相对运动关系,分析结果表明,转换后的冲击载荷和能量耗散结果与转换前保持高度相似。在后续的等效试验方法中,这些研究结论可成为简化试验台结构设计的参考。     

车用增压器涡轮的超速可靠性增长研究

针对某型车用增压器涡轮存在的超速可靠性不高的问题,分析涡轮超速破坏应力与失效危险部位,运用涡轮超速破坏可靠度计算模型对原涡轮的超速可靠性进行评价。在此基础上,从结构优化的角度出发,研究涡轮的可靠性增长措施。根据改进后涡轮的超速应力与强度参数,研究改进后涡轮的超速可靠性,分析涡轮的超速可靠性增长效果,并通过涡轮增压器结构耐久性考核试验进行定性试验验证。研究结果表明,改进后的涡轮超速可靠性明显提高,能够满足涡轮增压器的使用要求。     

流体动压指尖密封的等效动力学分析

针对流体动压指尖密封动态条件下泄漏量计算因计算量庞大而无法进行的问题,本文提出了基于等效模型的指尖密封动力学分析的思路,通过构建等效模型中等效参数和指尖密封结构和工况参数的关系,建立了用于流体动压指尖密封动力学分析的弹簧-质量-阻尼的等效动力学模型。基于此等效模型进行了流体动压指尖密封的动态分析,并根据动态计算结果进行了指尖密封的泄漏分析。通过与国外文献提供的指尖密封有限元仿真工作的对比,证明了指尖密封等效模型以及依据此模型进行的泄漏分析的可靠性和正确性。