Dynamic analysis of a spinning Rayleigh beam

The whirl speed, critical speed and mode shape of a spinning beam in six general boundary conditions are investigated analytically in this paper. The beam is in Rayleigh model with rotatory inertia and gyroscopic effects. It is shown that the whirl speeds and critical speeds can be expressed analytically by a function of the slenderness ratio (l) defined by the beam length over its radius. Contrary to common belief, only finite number of critical speeds can be found in all speed ranges. The number is functional of l, but independent of the boundary conditions. The system's unbalanced response can therefore be expressed analytically by these finite precessional modes and the corresponding generalized coordinates.     

转子特性参数估计和实验研究

建立了升速过程多点预估临界转速和阻尼比的最小二乘优化方法 ,减弱了测量误差和噪声的影响而且计及了支承刚度的各向异性。利用转子升速至 80 %～ 90 %临界转速之前的数据就可估计出转子的临界转速、阻尼比和不平衡响应。现场实验数据验证结果表明 ,本文建立的方法是有效的。     

轴承参数对平行转子—轴承系统动力特性的影响

在齿轮耦合的转子-轴承系统中,影响系统动力特性的因素很多,只研究了轴承组合形式、间隙比及宽径比对系统失稳转速、涡动比、临界转速及其分布以及系统阻尼特性的影响.发现在该系统中,存在着系统稳定运行的薄弱环节,当轴承组合形式、间隙比及宽径比产生变化时,系统的失稳转速也将产生变化,并表现出不同的阻尼特性.提出了用最小对数衰减率衡量系统跨越临界转速的能力,用涡动比判断哪个子系统首先失稳.     

Vibration control of a spinning disk

An active control scheme based on the transfer function model is proposed to suppress the vibration of a disk spinning both in the sub- and super-critical speed ranges. The feedback controller consists of a space-fixed point sensor and a point actuator, which are not on any nodal circle of the freely spinning disk. The point sensor can measure both the displacement and the pitching slope of the spinning disk. In the sub-critical speed range, a controller measuring the displacement information alone works well in suppressing the disk vibration. However, such a controller is not only unable to suppress the disk vibration in the super-critical speed range, it may destabilize the spinning disk instead. In order to control a disk in the super-critical speed range, a controller using both the displacement and slope information is proposed. The range of the control gain parameter which renders the spinning disk asymptotically stable can be determined by a stability analysis. The success of such a controller is demonstrated via numerical simulations.     

支承刚度对弧齿锥齿轮传动系统的振动特性影响分析

以一对典型的弧齿锥齿轮传动系统为研究对象，应用传递矩阵法计算系统的临界转速和不平衡响应。讨论了支承刚度对系统临界转速及不平衡响应等振动特性的影响，得出一些规律性结论，用以指导齿轮传动系统的设计。     

全矢动平衡方法平衡精度的动力学研究

首先依据全矢谱理论,介绍了全矢动平衡方法的基本思想;然后从分析单圆盘转子模型的振动入手,得出转子水平和垂直方向不平衡响应与转子系统特征参数之间的关系;接着从不平衡灵敏度的角度,推导出了全矢动平衡方法与传统动平衡方法各自的不平衡灵敏度表达式,因为不平衡灵敏度高的转子平衡精度较高,通过比较全矢动平衡方法与传统单通道动平衡方法各自的不平衡灵敏度,证明了全矢动平衡方法具有较高的平衡精度,最后通过实验验证了文中理论分析的结论。     

Experimental study on improving the critical back-pressure ratio using a step in a critical-flow Venturi nozzle

Critical-flow Venturi nozzles (CFVNs) are used widely as transfer standards and can measure flow rates accurately. However, previous research has reported that in some CFVNs, the pressure-recovery effect of the diffuser is poor, and it is called the premature unchoking phenomenon. In the present study, experiments were conducted to investigate the critical back-pressure ratio (CBPR) of a CFVN. Additionally, to solve the problem of premature unchoking phenomenon, we focused on the step in the diffuser and verified its effect. The diffuser step can maintain a high CBPR at values of the Reynolds number (Re) of around 22,000 and 5500. For Re = 5500, although the CBPR of a typical CFVN is 0.46, providing the step increases it to 0.75. Notably, we are able to increase the CBPR at low Re, at which previous studies could not suppress premature unchoking phenomenon. A diffuser step is believed to improve the CBPR because the shock location is fixed at the step, and the region of subsonic flow, which is important for pressure recovery, is expanded.     

基于模糊集和粗糙集理论下的临界空穴扩张比

根据临界空穴扩张比的判据和试验数据,提出模糊数的表示方法,建立了模糊临界空穴扩张比判据。在此基础上,引进可信度的概念,提出模糊临界空穴扩张比判据在粗糙集理论的上、下近似集下的表示方法。通过算例,讨论了两种方法在实际工程中的应用和表示。     

结构参数对转子-轴承系统临界转速的影响

通过研究结构参数、齿轮参数对临界转速的数量、分布及其对应的对数衰减率的影响发现 ,在齿轮耦合的转子 -轴承系统中 ,临界转速非常密集 ;在系统达到工作转速之前 ,必须跨越许多临界转速 ;合理地选择系统参数 ,可使最小对数衰减率增大 ,使系统表现出较强的阻尼特性 ,有利于系统跨越临界转速     

尖速比对风力发电机发电效率的影响

本文采用实验和数值分析相结合的方法,针对影响风力发电机输出性能的尖速比因素进行研究,通过尖速比的变化对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数的影响分析,找到了尖速比对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数影响程度,为设计或制造提供参考。     

某型航空发动机双转子系统动力学特性计算

针对双转子航空发动机的动力学特性问题展开研究,以传递矩阵法为基础,建立数学计算模型,引用经实验验证的算法,结合某型航空发动机双转子的实际结构,对其动力学特性进行理论计算,对结果进行分析,得出结论,为航空发动机转子动力学特性的调整和发动机的故障诊断提供了一些理论参考。计算结果表明:该发动机转子在额定工作转速范围内存在一阶临界转速,但临界转速远离工作转速,说明柔性转子设计合理。双转子系统中由于中介轴承的耦合作用,一个转子的临界转速随另一个转子转速的增加而增加。     

基于转动导杆的齿轮机构与正弦机构组合的近似等速比机构设计

近似等速比传动机构的设计理论是机构设计理论中的重要分支之一,数学分析表明,若两个基本机构所对应的组合机构的位移函数在同一时刻的一阶导数等于常数,二阶和三阶导数在对应时刻等于零,则该组合机构具有近似等速比传动特征.此原理开创了近似等速比传动机构设计的新方法.为此,设计了一种基于转动导杆的齿轮机构与正弦机构组合的近似等速比机构,研究了它的传动特征.该机构结构简单、设计容易,传动角大.     

离心式压缩机调速运行的节能率计算及优化

分析了天然气初加工系统中离心式压缩机的负荷特性，给出了离心式压缩机特性曲线的拟合方法及其调速运行时工况点的确定方法，在此基础上导出了离心式压缩机调速运行时节能率的计算公式．并建立了离心式压缩机调速运行时优化运行速度的数学模型。     

The effect of detector size on the signal-to-noise ratio in confocal polarized light microscopy

We introduce a signal-to-noise ratio in an attempt to suggest an optimum pinhole size for confocal polarized light microscopes. We find that pinhole sizes which are typically 60% greater than those used in nonpolarized light confocal microscopy are appropriate.     

有初弯的单盘不平衡转子等加速过临界时的瞬态响应分析

以具有初始弯曲横置Jeffcott转子系统为研究对象,建立含有初始弯曲和加速度项的运动微分方程。通过数值分析,就不同初始弯曲、不平衡和外阻尼对转子加速过临界时的动挠度、相位角和进动角速度的变化规律进行了详细的讨论。结果表明:在转子达到临界转速时,转子的动挠度幅值随着初始弯曲的增加或者外阻尼的减小而迅速增加;不平衡对转子在临界转速前后的动挠度影响较为明显,并且近似呈线性关系变化。不同的外阻尼和不平衡对转子系统的相位角和进动角速度变化都有较大的影响。     

晶须长径比对树脂基复合材料力学行为影响的数值模拟

在单向晶须增强树脂基复合材料的轴对称模型和已有研究成果基础上,利用有限元分析方法,研究该类复合材料中晶须长径比的变化对材料整体力学行为的影响.结果表明:晶须长径比对晶须应力作用明显大于对基体的影响;晶须的长径比h/r≤30时,随着晶须长径比的增大,发生在晶须端部处的集中应力急剧增加;但当长径比h/r＞30时,长径比的进一步增加对集中应力影响不大;随着晶须长径比的增大,界面剪切应力减小,分布曲线下移;但当长径比h/r＞30时,长径比的进一步增加对剪切应力影响不大;随着晶须长径比的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大.     

变结构单神经元自适应PSD控制算法研究

针对单神经元自适应PSD的特点,提出一种根据误差的大小而采用不同单神经元控制器结构的算法,分析了其稳定性和收敛性。对基于变结构神经元自适应PSD控制器的非织造布面密度在线控制系统进行了仿真研究与实际应用。结果表明改进后的控制器在稳定性和快速性方面都有很大的改善。     

同时按K和最佳传动性能设计平面曲柄摇杆机构

将图解法原理与解析手段有机结合,给出一种同时按K和最优传动角设计平面曲柄摇杆机构的方法。借助计算机进行优化设计,得到最优结果。     

采用微分法确定曲柄滑块机构最大行程速比系数

曲柄滑块机构,瞬间传动角愈大,其运动性能愈好;单向工作的曲柄滑块机构,行程速比系数愈大,急回特性愈强,工作效率愈高.采用微分法,以机构允许的最小传动角[γ]为设计依据,以机构行程速比系数为函数,对设计变量求导联立,导出机构能够实现最大行程速比系数kmax的函数表达式,绘制出函数曲线,并得出结论:机构最大行程速比系数k一只与许用传动角[γ]有关,且随着[γ]增大而减小.     

密度比对半主动拍动翼海流能采集系统影响研究

针对基于振荡水翼的海流能采集系统水动力学机理尚不完全清楚的问题,对半主动海流能采集系统的各项参数进行了数值模拟研究。半主动海流能采集系统俯仰运动由执行机构通过外力控制,升沉运动由作用在水翼上的水动力激发。先研究了最大有效攻角、拍动频率对系统能量采集效率的影响,进一步研究了水翼与流体的密度比对系统能量采集效率的影响。研究结果表明,密度比对系统的能量采集效率有较大影响,在所选用的参数范围内,能量采集效率随着密度比减小而增大。因此,水翼本身的惯性的影响在半主动海流能采集系统的研究中不可忽略。