航空发动机整机振动问题中的高低压耦合振动研究

某航空发动机试验过程中出现振动大故障,通过试验过程中的频谱分析发现振动过程存在明显的高低压转子转速耦合频率,对发动机进行全面分解排查,查明振动原因是低压涡轮转子不平衡,低压涡轮转子不平衡的原因是平衡工艺存在不足,工艺过程中的重复拆装影响平衡质量,针对低压涡轮转子平衡工艺进行优化,保证低压涡轮转子的平衡质量,排除了振动故障。     

航空发动机整机振动信号分析

为了解决航空发动机的整机振动分析问题,提出一种基于谐波小波的振动信号分析方法。首选对振动信号进行谐波小波变换,得到信号的时频表示;根据时频图提取信号特征,得到信号的特征频率;根据与基频信号的对比,识别发动机的振动故障类型。实验结果表明,该方法可以准确地识别出发动机的三种典型振动故障。与传统基于小波分析方法相比,基于谐波小波的方法具有更准确的振动故障特征识别能力,适用于振动信号的分析。     

基于某航空发动机振动事件的高压涡轮转子叶片超温问题研究

某航空发动机试验过程中发生振动大故障。分解后,发现高压涡轮转子叶片等多处零组件有磨损、变形甚至断裂的情况。将全台共计72片高压涡轮转子叶片委托中国航空工业集团公司失效分析中心进行分析,确认原因为高压涡轮转子叶片超温。分析高压涡轮转子叶片超温的多种可能原因,采用排除法,推断此次高压涡轮转子叶片超稳为局部超温,原因为高压涡轮导向器堵块脱落打伤高压涡轮转子叶片导致高压涡轮转子叶片冷却失效。根据推断寻找事实依据,推导故障模式。提出解决高压涡轮导向器堵块存在脱落可能性的方案,为后续高压涡轮转子叶片超温问题的判断提供分析思维导向。     

某航空发动机整机系统非线性振动特性分析

以某型号航空发动机整机振动试验台为研究对象,建立了简化的整机动力学模型,考虑中介轴承的非线性弹性恢复力,运用Newmark-β与Newton-Raphoson法结合进行数值求解,通过对比整机系统中高低压转子处与机匣测点处的非线性振动响应,分析了中介轴承间隙对整机系统非线性振动响应的影响规律。结果表明,随着中介轴承间隙的增大,可能导致整机系统出现振动突跳、双稳态、高低压转子耦合程度降低以及组合共振等现象,其中机匣能够反映内部转子的振动特性,但机匣不同位置测点的情况不同,总体上中后测点在转子出现非线性振动特性时也能观测到相应的非线性振动特性,特别是在出现组合共振时能够表现出更为丰富的组合频率信息。研究结果有助于认识中介轴承非线性对航空发动机整机系统尤其是机匣的非线性振动特性影响规律,对航空发动机机匣上测点位置的选择能提供一定的指导。     

基于参数识别的航空发动机转子故障诊断与定位方法

航空发动机结构复杂,转子的故障诊断与定位是一个难点。考虑航空发动机实际测量条件,提出一种基于扩展卡尔曼滤波器的转子故障诊断方法,其核心是通过识别典型故障特征参数对转子的多种故障进行诊断和定位。针对实际航空发动机整机结构,用有限元法建立一种耦合的转子-支承-机匣动力学模型。该方法针对实际采集观测信号不完备的问题,采取加权整体迭代的方法来加快参数的稳定与收敛。针对所建立的航空发动机典型故障模型和实际模型存在误差的问题,采取衰减记忆滤波的方法来补偿误差。最后对含典型故障转子的航空发动机整机模型进行仿真计算得到数值解,作为未知故障的观测信号,结合加权整体迭代和衰减记忆滤波的扩展卡尔曼滤波方法,分析得到未知的故障特征参数,依此故障特征参数,实现对故障的识别和诊断,结果证明了该方法对航空发动机转子进行故障诊断和定位的有效性。     

航空发动机整机结构分析及其在工程设计中的应用

航空发动机整机结构分析工作在发动机研制过程中扮演重要角色,伴随产品从方案定义到服役整个设计和制造过程。首先介绍整机结构分析的背景意义和研究进展、各大航空发动机整机OEM制造商与欧盟及相关高校所开展的研究工作。对于在发动机工程研制过程中整机结构分析在模型规模、模型质量、分析效率等方面所面临的一系列挑战,提出在模型简化及混合分网、模型修正及确认、连接结构建模方法、结果工况组合输出以及集成平台软件等方面需要开展攻关和研究的技术。最后结合案例探讨整机结构分析在载荷输出、间隙控制、振动响应分析等方面应用。     

航空发动机支承不同心转子系统力学模型研究

针对实际的航空发动机低压转子系统中的支承不同心问题,在对其结构特征及受力变形情况进行分析的基础上,建立了多支点、柔性转子系统的动力学模型,利用Lagrange方法分别获得了不同结构下的转子系统运动微分方程。结果表明,对于多支点的柔性转子系统,支承不同心所带来的动力学影响因转子的结构特征而异,一方面会使连接结构的刚度呈现非线性,另一方面又有可能给系统带来附加的2倍频激振力,从而使响应出现1倍频以外的其他频率分量。     

航空发动机转子在冲击载荷下的振动响应分析与试验

考虑挤压油膜阻尼器(squeeze film damper, SFD)非线性油膜力建立了转子的运动微分方程,将转子在冲击载荷下的振动响应分解为谐响应和冲击响应,分别建立了谐响应、冲击响应的有限元模型,并开展了振动响应计算分析。在振动台上开展了航空发动机转子在不同脉宽的垂向冲击载荷下的振动特性试验研究,获取了转子在冲击瞬时的振动响应,并与计算结果进行对比分析。研究结果表明：在一定范围内,转子的振动响应随冲击脉宽变大而变小;与试验结果相比,振动响应计算误差在10.44%～20.00%。研究为冲击载荷下航空发动机转子振动响应分析和试验提供了方法,具有重要的工程应用价值。     

航空发动机柔性转子动平衡方法

根据航空发动机柔性转子现场动平衡实践的需要,建立向前和向后正交的柔性转子混合平衡法和平衡步骤,分别在模拟转子和真实转子对方法的可行性和有效性进行实验考核。结果表明,向前和向后正交的柔性转子混合平衡法,可有效对发动机转子实施高速动平衡,且可提高平衡效率、减少试重个数和开车次数。     

航空发动机整机动力响应分析及程序设计

航空发动机整机动力响应分析软件的设计思想是将发动机作为三路（静子机匣系统，高压转子系统和低压转子系统）来建立模型，用直接积分法分析发动机整机动力响应。该软件可以分析由于转子不平衡力引起的发动机的稳态响应，还可以分析发动机的瞬态响应，如转子突加不平衡和转子加速时发动机的响应。软件也可以进行发动机局部结构修改后的响应分析及灵敏度分析等。算例分析结果表明，软件的计算时间、精度等均满足设计要求，在目前较多使用的微机上，就可以分析双转子航空发动机的整机动力响应。     

一种橡胶隔振器的研制方法

在有限元分析技术的基础上,结合橡胶隔振器的刚度计算,利用橡胶硬度与材料力学常数C10和C01的关系,提出了一种橡胶隔振器的设计开发方法并给出应用实例,该方法可由刚度逆向推出橡胶材料硬度,提高橡胶隔振器开发效率。     

发动机振动模态的实验研究与计算

为了研究发动机整机结构的动力学特性,在各子结构--机体、曲轴、缸盖和曲轴箱正确的三维实体模型的基础上,组装成整机模型.采用实验研究和理论计算相结合的方法,对此整机的振动模态进行了研究.由于部件间结合面的刚度与阻尼特性难于理论分析和实验提取,采用了虚拟材料来模拟结合面特性,通过反复修正虚拟材料的特性常数,使得整机有限元振动模态分析结果与实验结果相吻合.从而说明所建立的整机的有限元模型是正确可靠的,为整机结构进一步的动态仿真研究奠定了基础.     

大跨度人行天桥的振动影响测试与分析

目前大跨钢箱梁人行天桥往往满足结构承载力要求同时不能满足舒适度的要求，由于这种结构形式的固有频率较低，在道路车辆和行人的随机激励下就可能发生共振。具体测试分析了人行天桥的振动响应，最后得出结论，给出了处理建议。     

圆柱贮液器固液耦合模态分析

本文用半解析有限元分析了弹性圆柱贮液器液─固耦合系统的模态特性,进行了贮液器的模态实验。将实验测出的贮液器在不同液高时的耦合振动模态与理论分析结果进行了比较,验证了计算结果的可信性。计算与实验均表明,贮液器内液深对壳体结构的动力特性有很大的影响,贮液器内液体质量越多,壳体结构的耦合振动频率越低。     

开关磁阻电动机振动特性的有限元分析

本文建立了开关滋阻电动机(SR电机)振动特性的二维和三维有限元模型，利用有限单元法计算了SR，电机的振动模态和固有频率，对各种模型计算结果进行了对比分析，研究了SR电机定子结构对其振动模态和固有频率的影响，并与模态实验的结果进行了比较。     

地铁对周边建筑物振动影响分析

建立了土层系统-建筑物二维共同作用有限元模型，采用Newmark隐式逐步数值积分法，从地铁列车荷载频谱特征和场地土层类型角度，分析了由地铁运行所诱发的周边建筑物振动响应规律。分析表明，在同一频率地铁振动荷载影响下，同一建筑物各楼层振动响应水平基本相同，上部楼层的振动仅比下部楼层振动有小幅上升；地铁低频段荷载对建筑物振动的影响大于高频段荷载的影响，但该低频段宽度要比建筑抗震分析中所考虑的地震荷载频段要宽；不同类型土层上建筑物的振动响应规律基本相同，表现为随建筑物距离地铁线路距离的增大，由地铁运行所诱发的建筑物的振动响应波动减小，但随土层硬度增加，建筑物的振动响应水平和衰减幅度也随之减小。     

笔记本电脑的动力学分析与减振设计

对某型笔记本电脑的显示屏结构系统建立有限元模型，基于模态分析和瞬态响应分析结果．找到了影响显示屏余振的主要因素，通过修改相关结构参数，使余振得到有效抑制。动态测试与分析的结果与数值计算结果符合得很好。     

Finite Element Analysis and Structural Optimization of a Vibration Feeder Based on ANSYS

Based on ANSYS software, a finite element model is built for the fatigue break of a vibration feeder influenced by an exciting force alternate load. We first study the harmonic response of the feeder and discovers the weak links which is an angle steel junction of side plate, feed inlet and the junction panel between the no-feed side plate and the bottom plate. Then, we carry out structural optimization. A streamlined method for optimum design of a vibration feeder is presented.     

基于LS-DYNA的某邻近洞室爆破振动模拟分析

根据某水电站地下导流洞拉槽爆破对于邻洞振动影响的测试实例,采用拉格朗日算法建立简化模型,模拟研究了隧洞开挖爆破过程中邻近洞室的质点振动速度特点,通过与实测结果比较分析爆破振动对既有洞室的影响。通过分析计算出了在邻洞爆破振动影响下隧洞周边质点最大振速度包络图,并证明模拟数据与现场测试数据一致。     

超声波振动激励下焊点失效分析与改进

为了解决管脚焊点在超声波焊接后出现的失效问题，研究用数值仿真的方法来进行建模分析，并提出改进方法。根据超声波能量转化形式，简化焊接系统模型，提出适合仿真的加载方法和边界条件，并根据热-力耦拿尊真尊温度场结果分析模型的可行性。针对具体的手机电池产品，建立超声波焊接系统整体三维有限元模型，利用仿真结果分析失效原因，提出减振措施并做实验验证。