油膜振荡下转子疲劳的损伤力学研究

在对油膜振荡进行非线性动力学分析的基础上,将其动力学响应作为位移边界条件,把损伤引入到材料的本构关系当中,考虑损伤与应力、应变的相互影响,采用全耦合的损伤力学分析方法对转子在油膜振荡行为下的损伤发展过程进行了分析,揭示了转子在油膜振荡行为下的疲劳破坏机制;同时分析了损伤与应力、应变的耦合作用对损伤演化、发展的影响,为汽轮机组的灾变防治和安全设计提供了一定的理论依据。     

机电集成电磁蜗杆传动系统自由振动分析

考虑机电集成电磁蜗杆传动系统中机械系统与电系统之间的电磁耦合作用,推导了电磁耦合刚度的表达式,建立了该机电耦合系统的动力学模型及相应的微分方程组,研究了机械系统特有的旋转模态、蜗轮模态和蜗杆模态及其相应的模态特征,给出了电系统中同步、对称、不对称振荡的三种模态及相应的模态特点。最后研究了蜗轮锥顶半角对机械系统固有频率的影响规律。
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一类非自治机械系统的混沌同步控制研究

根据拉格朗日运动方程和牛顿力学定律, 建立机械式离心调速器的动力学方程, 运用数值仿真, 研究受外部扰动的离心调速器系统动力学行为, 该系统具有较复杂的动力学特性.利用系统的全局分岔图和李雅普诺夫指数谱,准确刻画出系统的局部动力学行为, 并讨论离心调速器系统参数变化对机械系统运动状态的影响,由此得知该系统在适当参数下处于混沌运动.运用Poincaré映射图揭示该系统的Hopf分岔与混沌形成过程.基于Lyapunov稳定性理论, 采用耦合反馈同步控制方法与自适应同步控制方法实现混沌同步, 并给出实现自同步的条件及控制律参数的选取范围.最后运用数值仿真证实同步控制方法的有效性.     

双渐开线齿轮传动摩擦动力学分析

为研究双渐开线齿轮传动摩擦学与动力学之间的耦合作用,根据齿轮动力学、载荷分担及弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮传动摩擦动力学模型,研究混合弹流润滑特性与动力学之间的耦合作用。将动力学模型求解的动载荷应用于混合弹流润滑模型,求解摩擦因数等参数;将摩擦因数重新代入动力学模型,研究双渐开线齿轮动力学行为。结果表明,考虑摩擦学与动力学耦合作用对齿轮动力学行为影响较显著;低转速时,动载荷作用下摩擦因数及油膜厚度分布与稳态载荷作用时近似,转速增大时,摩擦因数及油膜厚度分布波动明显。     

计入轴倾斜时轴-轴承系统跨学科耦合分析

采用动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,辅以手工编程的方法,研究了变载荷作用下轴-轴承系统动力学、摩擦学、刚度和强度耦合分析问题的建模和求解,着重讨论轴受载变形倾斜对轴-轴承系统动力学行为、轴承的摩擦学特性和轴颈表面动应力的影响。耦合分析计算结果表明：动应力在轴颈表面沿轴向和周向的分布与油膜压力沿轴向和周向的分布密切相关;动应力随时间的变化与轴-轴承系统的动力学响应密切相关。轴倾斜使得轴-轴承系统的动力学响应、润滑性能以及轴颈表面动应力发生改变。     

非线性振动系统基于频率俘获现象的谐振同步分析

基于单质体非线性振动系统的机电耦合动力学模型,在对非线性振动系统起动过程中出现的频率俘获现象定量描述的基础上,考虑非理想振动系统的激振源与系统非线性振动运动的相互影响,研究了双激振源非线性振动系统基于频率俘获作用,实现谐振同步的理论条件。并依据激振电动机驱动系统与振动机械系统之间的耦合动力学模型及试验测定的试验台机械特性参数,通过数值仿真及试验,验证和解释了非线性振动系统频率俘获现象下,系统双激振源的谐振同步问题,指出非理想非线性振动系统的频率俘获现象,以及该现象下的多激振源谐振同步运动与振动系统的非线性强度、刚度、阻尼等参数之间的关系。研究结果对多激振源激励非线性振动系统的谐振同步运动现象分析,提供一定的理论支持和试验依据。     

两自由度干摩擦耦合振动系统的动力学分析

建立了含干摩擦的两自由度耦合振动系统的动力学模型，列出了系统处于滑动和黏着状态的条件，同时计算了在黏着状态时两质块之间的实时静摩擦力．并给出了对应状态下的运动方程和解析解，分析了系统中存在的动力学行为，在此基础上时系统的动力学行为进行数值模拟，探讨不同参数对系统运动状态的影响。结果表明在不同的参数范围内，系统将会呈现不同的运动情形，在一定参数范围内系统呈现混沌运动状态，而且在黏滑运动情形下两质块之间最大距离和同步运动的最大距离受不同参数影响的变化趋势也不同。     

齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究

为探究齿轮的动力学特性与弹流润滑耦合效应,综合考虑齿轮啮合刚度的时变效应和表面粗糙度对齿轮动力学行为的影响,基于动力学理论,建立了6自由度摩擦动力学模型。采用解耦方法求解该模型,将求解获得的轮齿动态啮合力和表面波动速度用于弹流润滑分析中。通过实例研究了动、静两种载荷模型下齿轮的弹流润滑特性。研究表明,与平稳载荷相比,基于动载荷模型的齿轮弹流润滑研究更能准确反映齿轮的瞬态润滑特性,在啮合刚度的激励下,润滑时油膜压力和油膜厚度均表现出一定的振荡效应。啮入点、单齿啮入点以及单齿啮出点存在较大的冲击,是齿轮弹流润滑的危险点。     

流体压力对液压管路流固耦合振动特性的影响研究

针对流体动力传输系统高压大流量化发展趋势下的管路系统流固耦合振动问题,建立了考虑摩擦效应的管路流固耦合振动14-方程传递矩阵模型,分别对两端固支液压直管和某型飞机翼尖弯曲管路的流固耦合振动特性进行了研究。提出了考虑摩擦项时流固耦合14-方程传递矩阵模型精确数值解法,分析了流体压力对管路流固耦合动力学行为的影响,搭建了液压管路流固耦合振动实验台,在不同压力下测试了管路的轴向速度响应,其结果与数值分析间的误差小于10%,验证了数值求解方法的正确性。研究结果表明:压力对管路振动特性影响较小,有利于叠加载荷作用下复杂液压管路流固耦合动力学行为的研究。     

振动冲击下水体晃荡对水箱部件动力学特性的影响

振动冲击下水体受水箱内壁的约束而产生受迫晃荡,同时由于其自身的流动性而在水箱内作自由晃荡,这使得水箱部件的动力学特性变得复杂。为提高动车组水箱部件结构强度的计算精度,利用有限元法与光滑粒子流体动力学法模拟了振动冲击下水箱部件的流固耦合行为,分析了水体晃荡对水箱部件动力学特性的影响。结果表明,水体对水箱部件垂向冲击力的波动幅值大于横向及纵向冲击力的波动幅值,这表明水体晃荡的垂向载荷分量对水箱部件的损伤贡献最大;水箱内水体的状态对结构的动应力响应影响较大,因此研究水体晃荡对结构动力学特性的影响,可为水箱部件结构的强度评估分析提供理论依据。