某型发动机测量耙结构损伤分析及优化设计

针对某型号发动机进气道测量耙振动试验过程中出现的根部结构损伤问题,分别进行了数值仿真和试验研究,分析得到主要原因为：测量耙设计强度不足,固有频率与发动机转子频率重合产生共振。针对上述问题,对测量耙结构进行优化和改进,并通过数值仿真和环境试验的方法对优化后的测量耙进行分析,发现其固有频率从141.0 Hz提高至203.98 Hz,成功避开发动机转动频率;静应力和随机振动应力显著降低,证明了改进后的测量耙满足某型发动机装机飞行试验的要求。     

航空发动机测量耙裂纹故障诊断

以航空发动机测量耙振动试验过程中的安全监测为需求。首先,基于测量耙结构特征简化模型,建立了含裂纹测量耙振动特征方程;其次,建立了某型测量耙有限元模型,通过数值模拟分析了裂纹参数（相对位置、裂纹长度）对测量耙固有频率的影响规律;最后,开展了该型测量耙的振动试验。扫频试验结果验证了测量耙有限元模型的准确性,测量耙在振动耐久性试验过程中出现孔边裂纹,固有频率降低了11.1%,表明在测量耙研制过程中开展振动考核试验时,可在试验现场通过试验前后固有频率的变化实时监测耙体的结构损伤。     

某型大尺寸进气道测量耙振动与应力相关性试验研究

为了解决应变计测量法在试飞中对测量耙应力难以监控的问题,对自行设计的某型大尺寸进气道测量耙进行振动试验,建立测量耙振动与应力的相关性,实现利用测量耙振动信息监视分析测量耙应力的目的。通过扫频和定频试验,得到了相应的振动和应变试验数据。通过试验数据分析,得到了耙的固有频率,并根据各测点应变与振动的相关性初步建立了耙的振动与应力之间的关系方程,为后续试飞中测量耙安全监控提供一定试验基础和依据。     

新型航空测量耙振动应力测量方案设计

研究了配装某型飞机发动机的新型复合结构航空测量耙的组成结构,使用ANSYS软件对其进行了模拟分析。基于有限元分析结果,对新型航空测量耙振动应力测量方案进行了设计,并对方案的有效性进行了评估分析。分析结果表明:方案设计拟定的各振动应力测点的最大拉压应力较对应截面的最大拉压应力的误差不超过2.5%,低于工程可接受的误差要求,说明新型航空测量耙振动应力测量方案设计合理有效。     

基于谐响应分析的复合结构测量耙应力仿真

通过仿真获取航空测量耙在极端振动条件下的应力分布,是开展测量耙设计验证及优化改进的重要手段。以某复合结构测量耙为研究对象,建立三维有限元模型,开展谐响应分析,获取测量耙各主要振型的应力分布。通过与振动试验结果进行对比,验证仿真结果的准确性。结果表明:采用谐响应分析获取的复合结构测量耙最大应力与试验结果相对误差不超过7%,说明这种方法具有较强的工程实用性。     

基于环散的飞机进气道出口压力测量耙设计

进气道出口测量耙是进气道出口流场测量的重要手段,基于环散的飞机进气道出口测量耙的研制较为复杂。在测量耙的研制过程中,根据环散引气散热的功能及纵向波纹管的结构特点,确定了传统耙与附面层耙的布置形式及安装结构,并经过耙臂静强度计算、振动分析及振动试验,结果表明满足飞行试验需求。环散试验件改装及测量耙的设计方法实用、可行,可对类似基于环散的飞机进气道出口压力测量耙设计提供参考。     

大型客车车身骨架结构分析

建立了客车骨架有限元模型,在紧急制动、极限扭转和紧急转弯工况下,对车身骨架结构进行了静态分析,得到了车身骨架结构的应力、位移、扭矩和弯矩分布情况。对车身骨架结构进行了模态分析,得到了低阶模态下的固有频率和振型。分析结果表明:车身骨架大应力主要分布在车身的底架,而其它部位的应力值都较低。车身低阶固有频率处于允许工作频段内,具有较好的振动特性。     

悬臂压电叠层复合梁的弯曲振动固有频率

压电叠层复合梁是一种三叠片对称结构。这里以压电陶瓷-金属-压电陶瓷复合结构为研究对象,给出了悬臂式对称压电复合结构的压电振子弯曲振动共振频率表达式,并建立了相应的有限元模型;计算分析了压电陶瓷-金属复合梁弯曲振动的固有频率值与几何尺寸之间的关系,并与相应的有限元模态分析结果进行了比较。结果表明,两种分析方法得到的压电振子的固有频率值基本符合,计算公式和模型是精确有效的;压电叠层复合梁愈细长则表达式的计算结果愈准确。     

复合结构黏弹性阻尼减振砂轮接杆的研究

为满足高速磨削内孔的需要,研制一种由金属、工程陶瓷和黏弹性阻尼材料组成的新型复合结构减振砂轮接杆。对磨杆的设计原理和黏弹性阻尼结构进行论证,在保证砂轮接杆具有较高静刚度的前提下减小平均密度和增大阻尼比。对该砂轮接杆的刚度、固有频率和谐响应等静、动态性能进行有限元分析和试验验证,并与普通钢质整体式砂轮接杆和金属-陶瓷复合结构砂轮接杆进行性能对比;研究阻尼芯直径与砂轮接杆动态性能的关系。结果表明:黏弹性阻尼砂轮接杆的静刚度高于普通钢质砂轮接杆约10%,略低于金属陶瓷复合结构砂轮接杆约0.6%;其动态性能优于前两者,即具有更高的固有频率和动刚度。固有频率较普通钢质砂轮接杆提高约49%,较金属-陶瓷砂轮接杆提高约12%。动态响应幅值较普通钢质砂轮接杆减小约43%,较金属-陶瓷砂轮接杆减小约20%。此新型砂轮接杆适于高速磨削加工。     

橡胶阻尼器在底部框架塔中的减振试验研究

随着塔器高径比越来越大,在风荷载作用下更容易发生风致振动。以某公司的催化裂化装置为原型,按照2∶1的缩放比例建立高40 m的底部框架试验塔,研究橡胶阻尼器对底部框架的减振性能。结果表明:安装橡胶阻尼器后,可有效增加框架塔固有频率和阻尼比,并降低关键部位应力,且安装位置距离裙座支撑处越远效果越明显,最大可使底部框架塔的固有频率提高21%,系统阻尼比增加7.5倍,框架塔底部应力及裙座支撑处筒体应力分别降低约73%和92%。因此,在底部框架塔中安装橡胶阻尼器可有效减小底部框架塔在横风向振动下的塔顶振幅,提高设备的安全性,进而为橡胶阻尼器在化工设备减振中的应用提供参考。     

团体客车车身骨架静动态特性有限元分析

为评价团体客车车身骨架的静、动态特性,建立某型团体客车车身骨架的有限元模型并对其施加合理的约束及载荷;在典型的四种工况下进行静态分析,并根据车身骨架的应力云图预测出薄弱部位;对车身骨架进行自由模态分析,得到其固有频率和相应振型,为车身骨架的优化设计提供理论依据.     

内压及壁厚对充气支撑结构模态影响的仿真分析

为研究内压及壁厚对充气支撑结构固有频率和振型的影响,对不同壁厚的充气支撑结构施加适量的内压,应用薄壳的无矩理论求解出充气支撑结构的应力,并以此应力作为结构的预应力求解多自由度系统的动力学基本方程进行模态计算,采用兰索斯法提取了结构的固有频率和振型的分析结果.结果表明:在0～5000 Pa的压力范围内,低阶频率几乎不受内压的影响,而高阶振动频率随着内压的增大而增大,内压对结构高阶频率的影响是不可忽视的;内压在影响结构固有频率的同时也改变了结构的振型;低阶频率几乎不受壁厚变化的影响;内压的存在降低了壁厚对结构高阶振动频率的影响.     

汽车车身结构有限元模态分析

模态分析是确定复杂结构振动形态和薄弱环节的一种有效手段。汽车结构的静、动态分析的主要目的是查明车身的应力分布和变形状况,而分析模态及固有频率,则可以检验车身结构的合理性。通过模态分析可以获得一个结构较完整的固有频率、振型和振型参与系数,固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数。     

基于ANSYS的电气柜体强度与模态分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某机车电气柜体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析,得到了整体结构的变形及应力分布.然后采用Block Lanczos法对该电气柜体及其过渡梁进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其相应的振型和振型动画,找出了结构振动薄弱部位,并对其进行了优化.这为结构优化设计以及深入的动力学分析和疲劳分析提供了依据.     

传感器质量对试件固有频率测量的影响分析

在测量试件固有频率的过程中,需要在其表面加装传感器,加装传感器引入的附加质量则会对实验结果产生影响.针对悬臂安装的试件,采用带有集中质量的悬臂梁振动模型,分析了集中质量对系统1阶固有频率的影响并计算了其变化规律,并通过实验和仿真对规律进行了验证.为方便在实验过程中快速分析传感器质量对实验测量结果的影响,给出了传感器质量对测量耙1阶固有频率影响的估算公式.有助于指导悬臂构件固有频率的测量,具有一定的工程应用价值.     

动车组隔振器结构对垂向刚度影响的研究

为了研究动车组V形隔振器结构参数对垂向刚度的影响,建立隔振器模型,应用控制变量法在有限元软件中分析金属垫片厚度、橡胶厚度和金属骨架倾角这三个影响隔振器垂向刚度的结构参数。通过研究得到结论:金属垫片厚度在一定范围内对隔振器垂向刚度的影响非常小,隔振器垂向刚度随橡胶厚度与金属骨架倾角的增大而降低。通过对比V形隔振器与CRH3型动车组减振器,确认在橡胶中加垫片可显著提高隔振器的垂向刚度。     

特大尺寸金属橡胶柔性密封环设计与仿真分析

根据国内某大型设备的密封要求,提出特大型柔性金属橡胶骨架加橡胶包敷柔性密封环结构的初步设计方案,通过对密封环进行静力学有限元仿真分析,得出密封环最大变形、应力值及其位置,密封及安装需要的预紧力.结果表明,设计的金属橡胶密封环能够满足某大型设备的应用要求.     

基于谐响应分析的艉轴承动态特性研究及灵敏度分析

为了解决水润滑橡胶艉轴承运转过程中共振、鸣音的问题,基于ANSYS有限元分析平台,对艉轴承进行动态响应分析。首先,运用模态分析得到艉轴承的低阶固有频率及振型;其次,运用谐响应分析得到艉轴承随频率变化的响应规律,从而确定对艉轴承动态特性影响最大的固有频率;最后,对其结构参数进行灵敏度分析,得到振动特性的影响因子排序,为降低实验成本以及艉轴承的动态设计提供了依据。     

柔性石墨金属波齿复合垫片金属骨架结构及其力学性能研究

从柔性石墨金属波齿复合垫片金属骨架结构入手,在一定的压紧应力(45.0 MPa)下,对厚度为3 mm和2 mm、具有3种不同的圆弧半径、波齿距和齿数的金属骨架采用有限元法进行应力分析,得到了应力分布状态及弹性变形与其结构的关系,可用于优化柔性石墨金属波齿复合垫片的性能结构.分析结果表明:小圆弧直径多齿数波齿垫片具有更好的承载能力,大圆弧直径少齿数波齿垫片具有良好压缩性能.     

纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值分析

为研究平面试件在纵-扭复合振动超声深滚加工后材料应力分布及变化规律,采用有限元方法对Q345钢进行了纵-扭复合振动超声深滚加工残余应力场数值模拟。首先分析了加工后试件材料各应力分量沿深度方向的分布情况,然后研究了静压力、滚压速度、振幅和相位差对加工后材料残余应力的影响规律。结果表明:经纵-扭复合振动超声深滚加工后材料表层残余应力分布较均匀,表面为压应力,压应力沿试件深度方向先增后减;试件最大残余压应力及最大横向残余压应力深度和残余压应力层深度随静压力的增大而增大,随滚压速度的增大而减小,而表面残余压应力和最大纵向残余压应力深度无显著变化;试件横向残余压应力层深度随振幅的增加小幅度地增大,但最大残余压应力幅值和深度和纵向残余压应力层深度几无变化;相位差对残余应力影响可忽略不计。