不平行接触下的螺栓连接刚度及其转子动态特性

针对航空发动机的典型螺栓连接结构,以高温合金螺栓连接为对象,提出了考虑螺栓端头支撑面不平行接触下的连接刚度演化机理及其对转子模态的影响规律.将螺栓与被连接件各结合面的几何误差表征为螺栓端头的不平行接触,建立了拧紧过程和轴向加载过程仿真模型.通过改变支撑面的不平行度模拟几何偏差的影响,分析了不平行度从0°到2°时的连接结构力学性能,揭示了非理想接触下螺栓预紧力的变化规律以及应力分布规律,建立了考虑连接结构不平行度的转子模态仿真模型,揭示了连接刚度不均匀分布下的转子模态变化规律,为转子连接结构的设计及服役性能的评估提供参考.     

带有间隙支承的CT机回转系统的非线性动力学

将全身ＣＴ机的机械回转系统简化成一个刚性转子系统，该系统的静子与支承之间存在间隙。首先对其非线性振动响应进行了解析分析，然后用数值方法研究了间隙、偏心和回转角速度等参数变化所导致的系统分岔和混沌运动的特征。     

基于萤火虫优化的核自动编码器在中介轴承故障诊断中的应用

随着科技进步与工业规模的快速壮大,现代工业监测领域步入大数据时代,如何自动地从大规模原始信号中提取故障特征并诊断是一个重要课题。为了提高深度自动编码网络处理非线性问题的能力,提出一种基于核函数与去噪自动编码器(Denosingauto-encoder,DAE)的深度神经网络方法。采用径向基核函数改进传统的去噪自动编码器,提出核去噪自动编码器(Kernel denosing auto-encoder, KDAE);构建包含一个KDAE层与多个AE层的深度神经网络对故障特征进行层层提取,并添加softmax分类层;采用误差反向传播算法对网络参数进行微调,并采用混沌萤火虫算法优化核参数与深度网络中的待定参数,得到故障诊断模型。针对传统自动编码器泛化性较差的问题,在目标函数中添加L2惩罚项。通过航空发动机中介轴承典型故障试验数据,验证了所提方法与传统去噪自动编码网络相比能够得到更高的准确率。     

带齿薄壁短圆筒振动试验模型的相似设计方法

针对带齿薄壁短圆筒振动分析的试验模型简化问题,基于相似理论提出一种动力学相似模型的设计方法。以带3个锥形齿的薄壁短圆筒为典型研究对象,应用Donnell非线性应变-位移理论建立数学模型,得到带锥形齿薄壁短圆筒的频率方程,并使用量纲分析法建立带锥形齿薄壁短圆筒原型与完全几何相似模型的动力学相似关系,在此基础上,重点研究简化为不完全几何相似的相似模型设计方法,并推导了理论计算公式。为简化说明,以将薄壁短圆筒上3个锥形齿简化为T形齿为例,分别给出将其中1个锥形齿简化为T形齿、2个相邻较近的锥形齿简化为1个T形齿和3个锥形齿简化为2个T形齿等三种不同情况的设计方法,并采用有限元法对简化前后的原型和模型的固有特性进行对比,验证了所提出相似设计方法的有效性和正确性。     

多自由度局部非线性系统频域响应及非线性位置的辨识方法

研究了因与外部接触而发生局部非线性的动力学系统.基于NOFRF理论,对系统中出现的各次谐波分量进行研究,推导出了该类系统各自由度各阶谐波分量的表达式.证明了该类动力学系统中各自由度之间高次谐波分量的与原线性系统动柔度矩阵的相关元素成正比关系,并据此提出了一种简洁的局部非线性位置的辨识方法.采用这种方法,可以通过结构体中任意两个部位之间的高次谐波分量的比值关系,经过一次谐波激励而辨识出非线性的具体位置.对一个多自由度系统进行数值仿真,验证了该方法的有效性.     

航空发动机转子失谐叶片减振安装优化分析

安装航空发动机转子叶片时,由于制造误差使各叶片间存在失谐,不同的叶片安装方案影响叶片-轮盘系统强迫振动响应的大小.通过叶片模态试验获得叶片失谐频差,进而获得叶片失谐参数,建立了失谐叶片-轮盘系统单个扇区两自由度集中参数动力学模型.基于遗传算法的全局优化和快速收敛性,利用改进的嵌套遗传算法给出某型航空发动机某级叶片-轮盘系统叶片的最佳安装方案,按该方案安装的叶片,可使发动机叶片-轮盘系统强迫振动响应的最大幅值达到最小或处于较小范围内.     

单/双质量慢变损伤转子系统时频特征分析

采用有限单元方法,建立了质量慢变损伤转子系统动力学模型。通过轴心轨迹、频谱图、重分布小波尺度图等时频分析方法,研究了给定具体质量慢变模型下单一质量慢变损伤和双质量慢变损伤转子系统的时频响应特征。通过分析给定质量慢变损伤模型下转子系统时频响应分布规律,发现质量慢变转子系统响应与慢变频率和慢变时间系数有关。在此基础上,进一步给出了多质量慢变损伤转子系统响应的一般表达公式,结果为慢变参数转子系统动力学与故障识别研究提供理论参考。     

单联和双联液压管路系统流固耦合振动特性分析

飞机液压管路常用于发动机的燃油与滑油输送，由不同种类的卡箍将其固定，组成液压管路系统。根据管路形状不同，连接形式多样，常见的包括单联液压管路系统和双联液压管路系统。为避免复杂工作环境下因流固耦合振动而导致管路系统出现振动失效等问题，以典型的单联和双联液压管路系统为对象，基于管路本体的Euler-Bernoulli梁假设和黏弹性材料假设，采用牛顿法分别对管路和管路中的流体进行受力分析，再通过加减消元推导出管路系统的运动微分方程。然后，进行无量纲化处理，依据管路两端一般支承的边界条件求解出管路系统模态函数和频率方程，并通过Galerkin法将单联和双联管路系统的运动微分方程在模态空间内展开，进行振动特性的计算分析，获得内部液压油的流速、压力以及质量比对液压管路系统流固耦合振动特性的影响。     

考虑转动副特性的发动机静叶调节机构动态性能分析

发动机静叶调节机构空间运动复杂，前人的研究并未涉及整机的动力学方程，运动副特性及驱动方式对调节机构动态性能的影响尚不明晰.本文通过将第一类拉格朗日方程与改进的接触模型和LuGre摩擦模型相结合，建立了考虑转动副间隙和摩擦特性的静叶调节机构动力学模型，并探究驱动方式对调节机构动态性能的影响.针对做空间转动的连杆的质量矩阵随时间不断变化这一问题，本文给出详细推导公式.将数值模拟结果与Adams仿真进行了比较，验证结果的正确性.通过对比匀速驱动、简谐驱动及梯形驱动方式表明，简谐驱动有助于减小运动过程中的阻滞力，提高摇臂的动态稳定性，分析驱动方式对间隙运动副耗能的影响后发现简谐驱动更节能.此外，考虑摩擦后，各驱动方式的阻滞力增幅明显，摩擦会加剧阻滞力.     

带有微孔黏弹性芯层的纤维金属混杂层合板振动分析模型EI北大核心CSCD

建立了带有微孔黏弹性芯层的纤维金属混杂层合板(FMLP)振动分析模型。基于多孔材料弹性模量与密度的关系,导出了二维规则微孔分布形式下黏弹层的弹性模量表达式。采用经典层合板理论表示金属层与纤维层的位移场,同时为了考虑微孔黏弹性层的剪切变形影响,使用Reddy高阶剪切变形理论描述其位移场。进一步,基于Rayleigh-Ritz法、复模量法、应变能法和振型叠加法,求解获得了结构系统的固有频率、阻尼特性和脉冲激励下的时、频域振动响应。最后,以自行制备的带有单层微孔(直径0.5 mm,孔间距2 mm)的黏弹性芯层的纤维金属混杂层合板试件为研究对象,开展了试验验证研究。理论与测试结果对比发现,前3阶固有频率、阻尼比以及响应峰值的最大计算误差分别不超过4.5%、9.7%和7.5%,进而验证了所提出的理论模型的正确性。另外,依托所建立的模型,还讨论了微孔几何参数的变化对结构系统振动特性的影响。