密封进口涡动系数对转子系统动力学性能的影响

利用数值方法,通过求解基于Bulk-flow 模型的液体环状动压密封控制方程,得到了不同密封进口涡动系数下液体环状动压密封的动力特性系数。结合液体动压环状密封的流体动反力模型,建立了考虑液体动压环状密封动力学特性的系统运动方程,通过理论分析导出了表征系统动力学性能的模态阻尼与频率、振幅对数衰减率以及动力放大系数等的解析表达式。最后通过图形分析了密封进口涡动系数对转子系统动力学性能的影响,给出了一些可用于指导具有液体动压环状密封的转子系统动力学设计和故障诊断的结论。     

航空发动机直通型篦齿封严鼓筒气动力分析

鼓筒篦齿是航空发动机风扇部分的重要封严结构,其密封性能极大地影响着航空发动机的整机性能。为了充分认识鼓式篦齿封严结构中齿腔内的压力分布,了解篦齿封严机理,该文采用数值方法对鼓筒篦齿封严流场进行了仿真分析,重点讨论了旋转速度和篦齿封严出口静压对鼓筒表面气动力的影响。仿真结果表明：1)沿着流动方向鼓筒表面静压总体上呈现先减小后增大的变化趋势;2)与旋转速度的变化相比,篦齿封严出口静压的变化对鼓筒表面静压的影响更为显著;3)旋转速度一定时,鼓筒表面静压随着篦齿封严出口静压的增大线性增大。     

不平衡磁拉力及对偏心转子系统振动的影响

研究了电机中由于相对偏心引起的不平衡磁拉力对转子系统振动的影响.首先把气隙磁导展开为Fourier级数的形式,通过转子或定子表面的Maxwell应力积分得到非线性不平衡磁拉力的解析表达式.然后代入到转子系统的运动方程中,采用隐式非线性NEWMARK积分法计算系统在不平衡磁拉力和质量偏心力作用下的动力响应,详细分析了电机参数对偏心转子系统振动的影响.研究结果为旋转机械轴系的动力分析及设计提供了理论依据.     

横向振动圆柱体在流体中的动力学特性

根据文献报道的圆柱体在无限域流场中横向振动时受到的流体作用力解析表达式,通过归纳定义和无量纲化处理得到了代表圆柱体在流体中动力学特性的无量纲动力附加质量和无量纲动力附加阻尼表达式,又通过分析各种因素对动力附加质量和动力附加阻尼的影响,研究了圆柱体在无限域流场中横向振动时的动力学特性.研究发现,圆柱体在流体中的动力学特性主要表现为动力附加质量和动力附加阻尼,而没有动力附加刚度,动力附加质量和动力附加阻尼均由反映流体流动滞流特性的滞流项和反映流体流动湍流特性的湍流项两部分组成,在不同流动状态下二者在总和中所占的比例不同,滞流主导状态下滞流项占主导,湍流主导状态下湍流项占主导.进一步分析表明,流体密度、流体粘度、圆柱体半径及圆柱体振动频率均对圆柱体在流体中的动力学特性有重要影响.     

小波和FHMM在旋转机械升降速过程中的应用

小波变换具有时频局部化的特点，可有效地用于非平稳信号的分析和处理。因子隐Markov模型(FHMM)是隐Markov模型(HMM)的扩展形式，适用于动态过程的时间序列的建模并具有强大的时序模式分类能力，特别适合非平稳、重复再现性不佳的信号分析。结合小波变换和FHMM．提出了基于小波变换的FHMM状态识别法，即从小波分解结构中提取一维信号的低频系数作为特征向量，以FHMM作为分类器．并进行实验研究。实验结果表明，该方法是有效的。     

带有边缘径向裂纹的固支圆板湿模态分析

基于Rayleigh-Ritz法,分析了置于无限大障板中、单面临水、带有边缘径向裂纹的固支圆板的固有频率和振型.引入角函数对裂纹的影响进行描述,采用薄板假设计算裂纹深度等于板半径的边缘径向裂纹圆板振动的最大动能和最大势能;在无旋、无粘、不可压和板微幅振动的假设条件下,采用速度势描述水体运动并获得了由位移基函数表达的附加动能,并通过Rayleigh-Ritz过程获得流固耦合振动系统的特征矩阵,进而求得湿模态对应的固有频率和振型.结果表明,固有频率降低率整体上随模态阶数的增大而减小,而干、湿模态振型的差别则整体上随模态阶数的增大而增大;水体对对称模态和反对称模态的影响有明显的区别.计算结果与ANSYS数值仿真的结果符合的较好.     

裂纹转子的刚度模型

对于转子轴来说,裂纹的存在主要影响转轴的刚度,进一步影响转子的动力特性.对裂纹转子系统中现有的几种刚度模型进行简略的总结后,提出两种新的确定刚度的方法.新提出的两种方法与现有刚度模型的原理不同,确定的裂纹张开区域不同,从而得到的刚度也不相同.通过与试验曲线的比较发现,新提出的应力强度因子为零法能更好地反映裂纹转子的刚度变化.     

圆柱类转子构件在流体中的振动阻力研究

依据流体力学的粘性阻力理论,以运动的转子构件--圆柱体为主体,利用矢量分析方法,导出了圆柱体在流体中横向振动时受到的流体阻力解析表达式.分析结果表明圆柱体在流体中横向振动时受到的阻力包括惯性项和阻尼项两部分,其动特性系数不仅与流体性质及圆柱体的结构尺寸有关,而且还与圆柱体的振动角速度有关.同时发现,惯性项中除了包括圆柱体在理想流体中横向振动时受到的惯性阻力外还增加了与粘性有关的部分;而阻尼项则由与粘性有关的两部分组成,其中一部分与流体密度有关,而另一部分与流体密度无关.导出的公式可用于转子系统的流固耦合动力学有限元建模,同时对流体机械及潜液机械构件的动力学设计具有一定指导意义.     

盲源分离和小波消噪在碰摩声频信号分析中的应用研究

碰摩是现代旋转机械运行中常见的一种故障,文中尝试从声频信号的角度对碰摩故障进行分析。在实际环境中,碰摩声频信号常常受到噪声的污染,文中将盲源分离和小波消噪方法相结合,使用P．S．（pre-separation denoising,separation）和P．S．P．（pre-separation denoising,sepamtion,post-sepamtion de-noising）方法对碰摩声频信号进行分析处理,大大提高了信号的信噪比,取得了比较理想的实验结果。     

小波多重分形及其在振动信号分析中应用的研究

不同于许多基于FFT的信号分析方法,多重分形谱分析的是信号的几何结构特征。以前,多重分形谱的计算方法都有其固有的缺点,使多重分形谱的应用受到限制。而小波局部极大模方法因其简单性和有效性,近来在多重分形谱计算方面受到了广泛的关注。较系统地阐述了多重分形的概念和多重分形谱的小波局部极大模计算方法,讨论了多重分形谱在故障诊断领域的应用途径,并用多重分形谱对不平衡、油膜涡动、联轴器不对中和碰摩等旋转机械的4种典型故障的振动信号进行了事例研究。研究结果表明,多重分形谱能够很好的反映振动信号的几何结构特征,为机械设备故障诊断提供了又一种有效的方法。