超高速磨削SPWM电主轴系统机电耦合振动的瞬态特性研究

超高速磨削相比于普通磨削具有效率高、表面质量好,可实现难加工材料的精密加工等优点,但是随着砂轮线速度的提高,高速电主轴和高频变频哭的应用越来越广泛,高频高频哭、电主轴、砂轮及磨削载荷之间的机电耦合振动对磨削系统的稳定性和磨削质量的影响越来越显著,因此有必要进行深入的机理研究。为揭示超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的机电耦合振动规律,本文建立了SPWM电压源逆变器供电的砂轮主轴系统的机电耦合数学模型,利用该模型对超高速磨削SPWM砂轮电主轴系统的启动、升速及加入磨削力等瞬变过程进行了数值仿真研究。研究结果表明,该模型能有效地反映SPWM砂轮电主轴系统的机电参数之间的相互影响规律,可以作为超高速砂轮主轴系统研究机电耦合振动的防治和磨削参数的优化的基础;高次谐波电压是诱发超高速磨削机电耦合振动的主要因素;磨削力加载的冲击对横振的影响大于扭振。     

配气台管路系统气固耦合振动特性分析

针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型.运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施.研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈...     

泵-管路系统振动噪声特性试验研究

泵-管路系统广泛应用于船舶均衡系统中,为研究不同工况下泵-管路系统振动特性,搭建了离心泵-管路系统的振动测试平台,通过采集不同工况下泵及管路的振动数据,分析了泵激振动、管路压力、辐射噪声与泵转速的关系,以及泵转速、阀门开度对管路振动的影响。试验结果表明,泵激振动、管路压力和辐射空气噪声均随着泵转速增加而增大,对于离心泵组的泵激振动并非在额定转速工况下振动最小,与泵的运行工况密切相关;管路压力在额定转速前已经建立,在保证泵功能性前提下,可根据使用工况适当降低转速实现降低噪声目标;泵转速、阀门开度均对管路振动有较大影响。     

混流泵管路负载快速变化过程瞬态特性的试验研究

针对混流泵在出口管路负载快速变化过程中的瞬态水力特性进行试验研究，并对试验结果进行讨论。详细介绍了同时适合于水泵稳态和瞬态水力性能测试的试验设备以及试验方法，介绍多个转速下的稳态性能试验和在多个转速下进行的快速调阀的瞬态试验。试验结果显示快速调阀的瞬态过程的特性与稳态运行时存在着明显的区别，对于在瞬态工况下运行的水泵，其设计以及水力性能预测都不能完全按照通常的稳态理论进行。     

裂纹转子弯扭耦合振动瞬态分析

针对两端刚性支承的Jeffcott转子，导出了固定坐标系中裂纹轴的剐度矩阵，建立了裂纹转子的弯扭耦合振动非线性微分方程。通过数值仿真手段，着重分析了转子升速过程中弯振和扭振的瀑布图、Bode图以及加速度的影响。研究表明，升速过程中，弯振和扭振都出现了1／2阶和1／3阶亚谐共振现象，它们的1X，2X和3X分量共振峰对应转速下的相位角有180。的突变，且在除各分量峰值转速外的其他转速处（如ω0，1／2ω0和1／3ω0）相位角也有一定的波动。弯振响应分别在1／3ω0，1／2ω0，ω0，3／2ω0，2ω0和左右弯扭耦合区处出现共振峰值，而扭振响应则在ωt0和左右弯扭耦合区处出现峰值。有无裂纹情况下的弯振和扭振受加速度的影响大致相同，但在相同加速度下，裂纹转子较无裂纹转子的临界峰值更大，对应的临界转速则更小。     

基于Simulink的压路机振动液压系统管路动态特性仿真研究

以SR-12压路机振动液压系统为例,基于功率键合图-方块图方法及Simulink控制仿真软件,在仿真中,着重考察与管路的脉动频率、波形衰减速度和压力峰值等相关的因素,从而为实际的工程设计提供参考。研究表明:振动液压系统的小管径及长管路,有利于抑制系统的高频振荡以增强振动液压系统的稳定性,但延长了系统的动态响应时间及造成了较大的系统压力损失;对于大管径及短管路的振动液压系统,系统动态响应较快、压力损失小,但振动液压系统的高频振荡非常剧烈,稳定性较差。研究结果为大吨位压路机振动液压系统的设计提供理论依据。     

某型航空发动机管路振动特性的有限元研究

针对某型发动机工作过程中一段管路重复发生泄漏的情况,利用有限元方法对该段管路模态进行了计算,得到了管路的固有频率及模态振型。结果表明,该段管路的固有频率与发动机的工作转速频率很接近,管路与发动机工作产生共振,是造成管路损坏泄漏的原因。在此结论的基础上,采用了相应的措施,解决了共振问题,提高了发动机工作的可靠性。     

管路结构参数对液压管路振动特性的影响研究

为探究液压管路的结构参数对其振动特性的影响,建立了不同几何结构参数液压管路有限元模型,基于流固耦合研究了不同结构材料、不同弯曲半径以及不同弯曲内角对液压管路振动特性的影响。研究发现,在液压管路结构一定情况下,钛合金Ti-3Al-2.5V的固有频率最小,不锈钢1Cr18Ni9Ti的变形量最小;在固定液压管路总长的情况下,弯曲半径的增加会提升固有频率并会降低变形量,弯曲内角的增加会减小固有频率但会降低变形量;在固定直管段长度的情况下,弯曲半径的增加会导致固有频率减小并导致变形量增加,弯曲内角的增加会导致固有频率减小但会降低变形量。     

往复压缩机管路系统气固耦合振动特性研究

基于瞬时动力学和流体力学理论,采用双向流固耦合数值模拟计算方法,对往复压缩机管路进行气固耦合分析、模态分析和谐响应分析,预测气固耦合和非耦合作用下管路振动响应,并与试验台测量获得的振动响应数据进行对比.研究结果表明:该机组振动超标的原因是在2阶9倍频下发生共振,考虑气固耦合作用下的管路振动响应预测相对精确(耦合作用误差...     

航空发动机系统复杂管路结构振动特性

针对高速运转带来的处于高温环境、狭小空间内复杂管路不平衡振动问题,开展航空发动机系统复杂管路的结构振动特性研究。从系统直管和弯管结构振动特性分析提出复杂管路结构数值建模方法,并基于航空发动机复杂管路一般具有对称的结构特点,对系统复杂管路从总体结构和径向结构角度开展振动特性分析与结构优化。分析结果表明:作为轴对称复杂管路结构,3个对称加载的总体结构呈现刚体模态,而20°的管路径向结构在基本加载下振动变形集中于异面支管,且总管增加不同载荷对其结构变形减小无正向影响,故从运行角度为狭窄空间内管路设置结构限制条件,有助于减少系统复杂管路运行故障的发生。     

非稳定流输送管道的耦合振动

以Timoshenko梁模型为基础,通过连续方程和动量方程建立了非稳定流输送管道的耦合振动非线性偏微分方程组,这些偏微分方程通过管壁-液体接触面的力平衡、法向速度协调方程以及流体质量守恒和动量守恒而完全耦合。耦合包括管道与液体之间的摩擦耦合、系统轴向振动与横向振动之间的耦合、管道径向与轴向的Poisson耦合。以该模型为基础分别得到了一次简化模型和用于预测输液管道流固互动现象的扩展水锤4-方程模型。分别采用一次简化模型和4-方程模型对一实验进行仿真,并与实验结果进行了比较,表明一次简化模型的仿真结果比4-方程模型更能反映耦合的影响。     

船舶充液管路振动响应计算与试验

基于充液管路振动方程,采用理论解析与试验测试结果相结合的方法,建立管路系统各部件阻抗传递矩阵,对管路系统振动响应进行计算,并搭建管路系统振动试验验证平台。仿真与试验结果表明:阻抗理论预测与商用软件计算、试验测试的结果均具有较好的吻合度,采用该计算方法进行充液管路振动响应计算具有较高的精确性,尤其在中高频范围内用于工程预测和估算具有一定的应用价值。     

惯性振动设备的机电耦合模型和瞬态过程分析

采用建立离散系统动力学方程的矩阵法，建立了平面惯性振动设备的机电耦合数学模型；通过对模型数值仿真结果的分析，揭示了惯性振动设备瞬态过程的实质，提出了减小振动体瞬态振幅和缩短瞬态过程的新方法。该方法为惯性振动设备瞬态过程的智能控制提供了可靠的数学模型。     

往复压缩机级间管路的振动研究

依据平面波动理论,针对现有模型计算精度不足的问题对模型进行了修正,然后使用修正后的计算模型编制通用程序计算管路的气柱固有频率和气流脉动。借助有限元方法的离散思想,建立了往复压缩机管道振动模态及振幅分析的数学模型,提出了恰当的边界条件,利用有限元分析软件CAESAR对模型进行求解,获得了管道振动模态和振幅计算结果。应用上述方法对7M50-305/314型氮氢气压缩机级间管道系统进行了气体动力与结构动力的计算,并对管道系统各个位置的振幅进行了实际的测量。测量结果证实了修正后计算模型的正确性。     

齿轮轴系弯扭耦合振动理论的统一

在研究齿轮轴系的弯扭耦合振动时,有两种常用的耦合模型,即力耦合模型和几何耦合模型。本文证明,这两种耦合模型以及基于这两种耦合模型构建的齿轮轴系弯扭耦合振动方程可以被统一到一个统一的模式中;几何耦合模型是力耦合模型的特例,几何耦合模型及基于几何耦合模型的齿轮轴系弯扭耦合振动方程可分别从力耦合模型及基于力耦合模型的齿轮轴系弯扭耦合振动方程中导出,从而大大方便和简化了用几何耦合模型构建齿轮耦合轴系弯扭耦合振动方程的过程。对这两种耦合模型进行的数值计算与分析表明,在进行齿轮耦合轴系转子动力学研究时,几何耦合模型和力耦合模型具有相同的效果,而且力耦合模型中齿轮啮合刚度的取值对计算结果几乎没有影响。     

套齿联轴器对航空发动机振动特性的影响

研究了航空发动机套齿联轴器的连接刚度,推导了套齿动态啮合力计算模型,分析了随扭矩、套齿不对中和动态相对位移变化的套齿啮合力和啮合刚度。依据航空发动机套齿连接结构,建立了含套齿联轴器的三支点转子动力学模型,分析了套齿连接刚度对系统频率响应特性的影响,在考虑转轴间角度不对中的情况下,分析了套齿连接刚度对系统不对中响应的影响规律。结果发现,动态啮合力模型能够更加真实地模拟套齿连接刚度的变化,但是,当其径向啮合刚度变化不大时,其计算结果与等效刚度模型的计算结果相同,套齿角向刚度对系统动力性能影响很大,在套齿设计、装配和使用中需要重视。     

往复压缩机管道振动分析及减振方法

对管道振动的机理及减振措施作出了简要的分析;对特定机组的管道振动问题进行现场测试和计算分析,阐述了处理措施和设备的运行效果。     

船用汽轮机转子盘轴耦合振动特性研究

基于小长径比建模理论,建立了盘轴耦合转子的有限元模型,并对采用工程实际的斜切方式和轮盘单元等不同建模方法下船用汽轮机转子的振动特性进行了分析,给出了较为系统的、适用于小长径比、短粗转子等结构的建模方法对转子系统振动特性的影响规律。不同的建模方法会对转子盘轴耦合振动特性计算结果有显著影响。轮盘单元会使得转子轴承系统出现附加的振型,表现为轮盘与转轴的耦合模态振型,轮盘单元建模的计算方法能准确描述盘轴耦合转子的振动特性。研究结果表明,对于厚度较大的轮盘,轮盘对转子耦合振动的影响较小,工程常用的斜切建模会引入附加刚度,引起较大求解误差,且这种误差随着轮盘厚度的减小而逐渐降低。     

简谐地面运动作用下系统瞬态振动的研究

基于结构动力学的基本理论,推导了简谐地面运动作用下,瞬态振动反应的理论解,并与稳态振动的理论解比较,详细研究了瞬态振动的各种动力反应(位移、加速度和内力)的振动规律。研究结果表明,在一定的参数范围内,瞬态振动不能忽略,有时甚至是动力反应中的主要成分。