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转子-滚动轴承耦合系统的转静碰摩故障分析与智能诊断 被引量：10
1
作者 周海仑 陈果 李飞敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期90-94,114,共6页
针对航空发动机转静碰摩故障诊断问题,建立了含不平衡-碰摩故障的转子-滚动轴承耦合系统动力学模型。在模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触以及变柔性VC(Varying compliance)振动。首先运用数值积分获取系统响应,进行碰... 针对航空发动机转静碰摩故障诊断问题,建立了含不平衡-碰摩故障的转子-滚动轴承耦合系统动力学模型。在模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触以及变柔性VC(Varying compliance)振动。首先运用数值积分获取系统响应,进行碰摩故障分析,并得到了大量的碰摩故障仿真样本;其次利用支持向量机从大量样本中获取碰摩故障知识;然后利用转子实验器获取碰摩故障实验样本;最后利用训练好的支持向量机对碰摩故障实验样本进行智能诊断,最高识别率达到了91%。 展开更多
关键词 转子 滚动轴承 耦合动力学 转静碰摩 智能诊断 支持向量机(SVM)
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中介轴承外圈故障动力学建模及仿真分析 被引量：10
2
作者 田晶 王志 +2 位作者 张凤玲 艾延廷 周海仑 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期660-666,共7页
为了研究航空发动机中介轴承故障特征,基于Hertz非线性接触理论,建立了一种考虑时变位移激励的4自由度中介轴承外圈故障动力学模型。采用双转子试验台对中介轴承外圈故障进行实验模拟,实验结果和动力学模型数值求解结果一致,验证了所建... 为了研究航空发动机中介轴承故障特征,基于Hertz非线性接触理论,建立了一种考虑时变位移激励的4自由度中介轴承外圈故障动力学模型。采用双转子试验台对中介轴承外圈故障进行实验模拟,实验结果和动力学模型数值求解结果一致,验证了所建立模型的准确性。采用动力学模型仿真分析了中介轴承外圈存在缺陷情况的振动响应。研究了中介轴承振动方根幅值、波形因子、脉冲因子、峰值因子和峭度因子随缺陷大小、径向载荷的变化规律。结果表明:随着缺陷尺寸或径向载荷增大,中介轴承振动方根幅值呈增大趋势。脉冲因子、峰值因子和峭度因子等无量纲参数随着缺陷尺寸增加,先增大后减小。随着径向载荷增加,以上三个无量纲参数呈增大趋势。同时,证明方根幅值、脉冲因子、峰值因子和峭度因子等特征参数对中介轴承外圈故障敏感。 展开更多
关键词 中介轴承 时变位移激励 外圈故障 动力学建模 径向载荷
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透平机械动密封动力特性数值方法研究 被引量：8
3
作者 孙丹 王旭东 +2 位作者 李胜远 艾延廷 周海仑 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1829-1840,共12页
密封动力特性系数是评价透平机械转子稳定性的重要参数。对现有密封动力特性数值方法进行了综述,为了比较分析不同的密封动力特性数值方法,分别建立了基于控制体方法的双控体求解模型和基于CFD方法的稳态旋转坐标系与瞬态转子平动、转子... 密封动力特性系数是评价透平机械转子稳定性的重要参数。对现有密封动力特性数值方法进行了综述,为了比较分析不同的密封动力特性数值方法,分别建立了基于控制体方法的双控体求解模型和基于CFD方法的稳态旋转坐标系与瞬态转子平动、转子单/多频椭圆涡动求解模型,综合比较分析了控制体法、CFD稳态旋转坐标系法和CFD瞬态平动法、单/多频法之间的差异以及适用范围,研究了转子涡动频率对密封气流力和动力特性系数的影响。研究结果表明:控制体法求解速度较快,但求解精度较低,稳态旋转坐标系法只适用于转子做小轨迹同心涡动的求解模型,瞬态平动法求解速度较慢;瞬态单/多频法考虑了转子的涡动频率,更符合密封的实际工作情况;应用瞬态单/多频法得到的密封气流力变化频率与转子涡动频率相同,但气流力的相位滞后于转子涡动位移的相位;密封的直接刚度系数随着转子涡动频率的增加而增大,交叉刚度系数和阻尼系数的绝对值随着转子涡动频率的增加而减小。 展开更多
关键词 涡轮机械 动密封 动力特性系数 控制体方法 涡动频率
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偏心密封动力特性分析与新型自同心密封研究 被引量：8
4
作者 孙丹 卢江 +2 位作者 艾延廷 周海仑 王志 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2075-2084,共10页
密封气流激振引起的转子失稳已成为发展高性能透平机械的瓶颈问题。为了研究偏心率对密封动力特性及转子稳定性的影响规律,揭示转子偏心诱发密封气流激振的机理,采用非定常动网格技术方法,建立了多频椭圆涡动轨迹的密封动力特性求解模... 密封气流激振引起的转子失稳已成为发展高性能透平机械的瓶颈问题。为了研究偏心率对密封动力特性及转子稳定性的影响规律,揭示转子偏心诱发密封气流激振的机理,采用非定常动网格技术方法,建立了多频椭圆涡动轨迹的密封动力特性求解模型。在此基础上,提出了新型浮动式自同心密封结构,包含密封环浮动式和密封环自适应同心两大理念,分析了新型密封的工作原理以及力学特性。结果表明:密封的等效刚度和等效阻尼随着偏心率的增大而减小。不同涡动频率下,当偏心率增加到0.7时,等效阻尼相比于同心密封下降幅度达到33%~76%。随着偏心率的增大,密封气流力对转子做功增加,降低了转子系统稳定性;随着偏心率的增加,密封流体动压效应增强,密封气流激振力增大,转子系统稳定性降低,偏心转子密封流体动压效应是产生密封气流激振的主要原因;新型浮动式自同心密封的工作原理及动力学特性分析结果表明,新型密封具有自适应同心功能。 展开更多
关键词 密封 动力特性 多频椭圆涡动 偏心率 浮动式自同心密封
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基于油膜力做功的滑动轴承动力特性及转子稳定性 被引量：6
5
作者 孙丹 李胜远 +2 位作者 艾延廷 王志 周海仑 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期699-704,共6页
应用滑动轴承两相流理论和非定常动网格技术,建立了基于两相流理论的滑动轴承动力特性多频椭圆涡动求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了滑动轴承单相流与两相流模型的油膜压力分布特点以及轴颈多频椭圆涡动轨迹下油膜力的变... 应用滑动轴承两相流理论和非定常动网格技术,建立了基于两相流理论的滑动轴承动力特性多频椭圆涡动求解模型,在验证求解模型准确性的基础上,研究了滑动轴承单相流与两相流模型的油膜压力分布特点以及轴颈多频椭圆涡动轨迹下油膜力的变化规律,并基于油膜力做功的方法定量分析了轴颈涡动频率、偏心率对转子稳定性的影响.研究结果表明:建立的转子多频涡动模型,只要2次非定常求解便可得到多个涡动频率下的动力特性系数,提高了分析效率;轴颈涡动引起油膜力随之变化,且油膜力的频率与轴颈涡动频率相同;轴颈涡动频率对滑动轴承动力特性系数和转子稳定性影响较大,需要考虑轴颈涡动频率对滑动轴承动力特性的影响;轴颈偏心率越大,油膜力对轴颈所做负功的绝对值越大,轴颈涡动能量被消耗得越快,越有利于转子的稳定性. 展开更多
关键词 滑动轴承 两相流 动力特性 油膜力做功 转子稳定性
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小波变换和EEMD-马氏距离的轴承故障诊断 被引量：13
6
作者 艾延廷 冯研研 周海仑 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第1期235-239,共5页
机械故障的声发射信号中往往掺杂着各种干扰和噪声,为解决这一问题,提出了小波变换、集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和马氏距离相结合的滚动轴承故障诊断方法;首次将马氏距离引入到轴承声发射信号的故... 机械故障的声发射信号中往往掺杂着各种干扰和噪声,为解决这一问题,提出了小波变换、集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和马氏距离相结合的滚动轴承故障诊断方法;首次将马氏距离引入到轴承声发射信号的故障诊断中。该方法首先对故障轴承的声发射信号进行小波去噪处理,再对去噪后的信号进行EEMD分解,将其分解为多个固有模式函数(简称IMF)。其次采用马氏距离的方法消除EEMD分解结果中的虚假分量,提取能够反映轴承故障特征的IMF分量,突出高频共振成分。最后,通过瞬时Teager能量的Fourier频谱识别轴承故障的特征频率。仿真信号和滚动轴承外圈声发射信号的实例分析表明:此方法能很好地去除混杂在轴承声发射信号中的噪声,准确地识别出轴承故障的部位。 展开更多
关键词 振动与波 故障诊断 小波变换 集合经验模态分解 Teager能量谱分析
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航空发动机整机振动分析与控制 被引量：32
7
作者 艾延廷 周海仑 +3 位作者 孙丹 王志 张凤玲 田晶 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第5期1-25,共25页
针对航空发动机整机振动问题的复杂性和多样性,以整机振动的振源分析为出发点,总结国内外关于转子系统故障、气流激振、轴承故障、齿轮故障和结构局部共振等引起的整机振动的研究情况,结合航空发动机整机结构动力学、支承动刚度和连接... 针对航空发动机整机振动问题的复杂性和多样性,以整机振动的振源分析为出发点,总结国内外关于转子系统故障、气流激振、轴承故障、齿轮故障和结构局部共振等引起的整机振动的研究情况,结合航空发动机整机结构动力学、支承动刚度和连接结构刚度动力学设计的国内外研究情况,从整机振动的装配工艺参数分析、转子不同心度控制和转子不平衡量控制等几个方面,总结航空发动机整机振动的控制方法。然后,在分析航空发动机整机振动测试方法和标准的基础上,总结了航空发动机的转子动力学特性以及机匣支承的振动特性测试相关技术。最后,整理分析了航空发动机整机振动常用的故障诊断方法和常见整机振动故障的特征,为航空发动机的设计以及整机振动抑制技术提供了参考。 展开更多
关键词 航空发动机 整机振动 控制 建模 故障诊断
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翼型气动性能数值分析 被引量：3
8
作者 李国勤 孙丹 +2 位作者 艾延廷 周海仑 王志 《沈阳航空航天大学学报》 2017年第6期27-32,39,共7页
利用Spalart-Allmaras湍流模型对NACA0006翼型和NACA6412两种翼型进行了气动性能数值研究,比较分析了两种翼型在不同攻角和不同马赫数下的气动性能,研究了攻角和马赫数对两种翼型升力系数、阻力系数以及升阻比的影响。研究结果表明,在... 利用Spalart-Allmaras湍流模型对NACA0006翼型和NACA6412两种翼型进行了气动性能数值研究,比较分析了两种翼型在不同攻角和不同马赫数下的气动性能,研究了攻角和马赫数对两种翼型升力系数、阻力系数以及升阻比的影响。研究结果表明,在所研究攻角范围内,当马赫数为0.8时,NACA0006和NACA6412两翼型的最佳攻角分别为2°和4°,NACA0006翼型的升阻比随攻角的变化更加明显;在所研究马赫数范围内,当攻角为4°时,当马赫数分别为0.6和0.5时,NACA0006和NACA6412两翼型升阻比最大,NACA6412翼型的升阻比随马赫数的变化更加明显。 展开更多
关键词 翼型 气动性能 马赫数 升阻比 数值分析
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基于融合信息熵距的滚动轴承故障诊断方法 被引量：2
9
作者 关焦月 艾延廷 +4 位作者 田晶 王帅 周海仑 孙丹 高红池 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第4期14-18,共5页
针对机匣内滚动轴承故障,采用一种基于融合信息熵距的故障诊断方法进行诊断。通过航空发动机转子系统试验台模拟滚动轴承的单一和耦合故障,采集其声发射信号,利用时域的奇异谱熵、频域的功率谱熵、时-频域的小波能谱熵以及小波空间特征... 针对机匣内滚动轴承故障,采用一种基于融合信息熵距的故障诊断方法进行诊断。通过航空发动机转子系统试验台模拟滚动轴承的单一和耦合故障,采集其声发射信号,利用时域的奇异谱熵、频域的功率谱熵、时-频域的小波能谱熵以及小波空间特征谱熵,计算融合信息熵距实现故障诊断。结果表明:融合信息熵距成功分辨出滚动轴承故障种类,提高了故障诊的准确性,是一种行之有效的滚动轴承故障诊断方法。 展开更多
关键词 滚动轴承故障 信息熵 信息熵距 声发射信号 故障诊断 机匣
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