水润滑轴承加载装置电磁力动态变化机理研究

针对电磁加载装置电磁力在动态载荷模拟试验中的不稳定现象,为了给水力机械中的水润滑轴承性能研究提供准确载荷,电磁力动态变化机理需深入研究.首先,通过理论推导得到了电磁加载装置电磁力动态变化数学模型;其次,建立了电磁加载装置物理模型并进行有限元分析,获得了电磁力、磁阻力矩与磁通密度等参数的变化规律;最后,进行了电磁加载装置...     

磁力轴承刚度阻尼特性研究

叙述了磁力轴承系统的结构及刚度和阻尼特性的基本理论。分析了磁力轴承系统的刚度阻尼特性与系统结构参数及其控制器特性之间的关系，同时分析采用了PID控制的磁力轴承刚度阻尼与控制系统各参数之间的关系，提出一种简便的PID参数设计方法。     

低黏润滑轴承可靠性强化试验中磁力加载研究

为给核主泵水润滑半尺寸轴承可靠性强化试验提供载荷环境,研究基于水润滑轴承失效模式的强化试验原理,并研制一套轴向和径向磁力加载系统。通过选择磨损、润滑和振动三种典型失效模式并给出对应的试验方案,研究水润滑轴承可靠性强化试验原理,揭示载荷与失效的定性和定量关系,据此提出水润滑半尺寸轴承强化试验的静/动载荷需求。设计并建造磁力加载系统,包括结构和测控两个模块。其中,轴向加载组件的静载与动载结构独立,径向加载组件采用8级式,测控模块支持开环和闭环两种控制策略。设计专项试验验证加载系统的性能。研究结果表明,磨损失效试验算例中比压增加20%时,瓦块磨损量增加1.0~1.2倍,启停次数减少50%~54%;轴向加载组件在间隙2 mm、电流1.2 A时可产生100 k N静载,并可实现脉冲和谐波加载;径向加载组件可实现3.7 k N静载、约500 N幅值脉冲和115 N幅值谐波动载功能。初步验证在水润滑轴承可靠性强化试验中引入电磁加载技术是可行的。针对引入加载装置的多场耦合轴承试验系统,采用人工调节电流的开环加载控制策略更有效。     

主动磁力轴承支承刚度特性研究

以单自由度磁力轴承为研究对象,建立非线性支承力模型,通过对磁力轴承非线性支承力特性的分析,揭示出磁力轴承支承刚度与控制器参数之间的非线性关系,对磁力轴承结构设计以及控制器的设计具有指导作用.基于非线性支承力模型和线性支承力模型设计不同的控制器,对磁力轴承转子系统进行刚度试验,结果表明,基于非线性刚度模型设计的控制器具有较好的稳定性和较高的刚度,并满足系统的回转精度要求.     

电磁轴承系统的位移刚度和电流刚度特性研究

以实际应用的电磁径向轴承和推力轴承为研究对象,从理论上详细分析差动激磁方式作用下的位移刚度和电流刚度的特性,探讨位移刚度和电流刚度对系统性能的影响.研究表明,在工程误差允许范围内,位移刚度和电流刚度可视为定值,即此时电磁力方程在应用上存在较大的线性区间,因此简化的线性化模型完全可满足控制器设计的需要,且线性区间随着控制精度提高而减小.研究结果为深入了解电磁轴承系统在可能工作范围内的全部性能以及控制器设计提供依据.     

水润滑轴承加载装置动态磁热耦合机理研究

针对水润滑轴承动态试验研究中电磁加载装置发热以及电磁力不稳定等现象,为了给轴承研究提供准确载荷,对电磁加载装置动态下的磁热耦合机理进行研究。首先建立了电磁加载装置能量损耗数学模型,对能量损耗进行理论分析;其次,构建了电磁加载装置物理模型,进行磁热耦合仿真分析,得到了磁感应强度、铜损耗以及铁损耗的变化规律;最后,进行电磁加载装置能量损耗试验。研究结果表明：动态下电磁力不稳定的主要原因是加载装置存在能量损耗,且以铜损耗与铁损耗为主;能量损耗与轴转速、加载装置激励电流以及初始温度有关,在激励电流1～3 A、转速0～1 800 r/min以及温度22～50℃工况下,电磁力试验值与仿真值最大误差为4.7%。     

主动磁力轴承非线性动刚度特性研究

通过对主动磁力轴承转子系统非线性动刚度的研究,揭示了系统控制器参数、机械结构参数与动刚度之间的耦合关系,并结合PID控制规律,研究了磁力轴承非线性动刚度的频域特性.研究表明,系统在低频与高频段具有较高的支承刚度,而中频段刚度较低,刚度幅频特性呈"浴盆"状.在系统稳定区域内,改变控制器参数可以灵活地设计系统的动刚度.     

电磁推力轴承刚度非线性的研究

分别用电磁力理论公式和整体模型的有限元方法计算分析了电磁推力轴承的位置刚度和电流刚度随推力盘偏移量x的变化规律及影响因素。结果表明,电磁推力轴承的位置刚度和电流刚度存在着强烈的位移非线性现象,转轴漏磁和材料磁饱和影响了非线性关系的变化趋势。用有限元分析可以得出与实际情况更为符合的刚度曲线,从而为设计电磁轴承的控制系统提供更可靠的依据。     

变刚度电液力加载系统性能研究

针对海洋船舶拖曳系统半实物仿真的需要,设计了以钢丝绳为力传递介质的电液力加载系统。建立了力加载系统的数学模型,通过试验得出了钢丝绳刚度与加载力的对应关系式;分析了钢丝绳刚度对系统性能、控制器设计的影响,得出钢丝绳刚度减小会导致力加载系统频宽减小、滞后增大的结论。基于此设计了变增益前馈补偿控制器。试验结果表明,该方法提高了系统加载力跟踪精度。     

非接触式电磁加载水润滑轴承监测系统

在水润滑轴承试验研究中,传统机械或液压等接触式加载方式存在振动、噪声、发热与摩擦磨损等问题,另外,监测系统特别是软件功能还不完善,影响轴系稳定运行与测试结果准确性。针对上述问题,设计了非接触式电磁加载装置（电磁加载力大小及角度均可调节）,并基于LabVIEW开发了水润滑轴承监测系统;应用该系统对水润滑橡胶轴承进行水膜压力测试试验,并将试验结果与仿真结果进行对比,结果表明,系统运行稳定,测试数据可靠,实用效果良好。     

提高超大型天线索支撑结构刚度的方法及其对电性能的影响

针对新一代大型球面射电望远镜馈源舱索支撑结构存在扭转刚度低的问题,提出增加稳定索系以提高扭转刚度的方法.稳定索系由3根下拉索构成,每根稳定索的上端与馈源舱连接,下端通过导向滑轮与吊重相连.在馈源舱支撑结构因外部扰动发生振动时,稳定索系起到动力吸振作用,有效提高结构的刚度.考虑大跨度悬索自重对悬索形状和张力的影响,建立包含稳定索系在内的馈源舱索支撑结构的系统非线性平衡方程.给出在外部干扰作用下,改型前后结构位移响应的对比,并通过5 m试验模型验证该方法的有效性.进而,绘制天线方向图,从增益、第一副瓣电平、交叉极化等方面,对增加稳定索系可能带来的对天线电性能的影响进行定量分析.理论分析与试验结果说明,增加稳定索系的支撑方案可以应用于500 m天线工程.     

基于Web产品数据管理技术研究

基于Web技术分析了产品数据管理系统设计的特点和要求，提出了在分布式协同设计环境下的产品数据管理系统的体系结构和构造原型，引入基于本体的知识表示方法建立产品信息模型，实现了基于Web的产品数据管理系统(WBDCo-PDMS)。