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船舶中间轴承刚度及陀螺效应对轴系回旋振动影响分析
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作者 彭康 朱汉华 +2 位作者 朱天成 蔺佳伟 李小军 《船海工程》 北大核心 2025年第4期149-154,共6页
以某大型船舶推进轴系为对象,引入螺旋桨陀螺效应,基于转子动力学理论及利用有限元软件,探究中间轴承刚度变化时,对轴系回旋振动的固有频率、临界转速及振动响应的影响。结果表明,轴承垂直刚度是影响轴系振动的主要因素,水平刚度为次要... 以某大型船舶推进轴系为对象,引入螺旋桨陀螺效应,基于转子动力学理论及利用有限元软件,探究中间轴承刚度变化时,对轴系回旋振动的固有频率、临界转速及振动响应的影响。结果表明,轴承垂直刚度是影响轴系振动的主要因素,水平刚度为次要因素;轴承垂直刚度的改变对轴系的固有频率、临界转速和振幅产生明显影响,随着轴承垂直刚度的增加,轴系的固有频率增大、各阶正回旋临界转速升高、高阶逆回旋临界转速降低及振幅减小,轴系水平与垂直方向振幅差距显著。 展开更多
关键词 中间轴承 回旋振动 陀螺效应 各向异性
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陀螺效应对高速旋转轮对弯曲模态的影响
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作者 关庆华 王文波 +1 位作者 张丰英 温泽峰 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期54-63,共10页
基于转子动力学理论,以Timoshenko连续转轴模拟轮轴,以旋转圆盘模拟车轮,建立旋转轮对动力学模型。利用Riccati传递矩阵计算不同速度下弹性悬挂轮对的涡动模态。通过Timoshenko梁连续转轴模型的色散特性曲线,揭示陀螺效应对旋转体正反... 基于转子动力学理论,以Timoshenko连续转轴模拟轮轴,以旋转圆盘模拟车轮,建立旋转轮对动力学模型。利用Riccati传递矩阵计算不同速度下弹性悬挂轮对的涡动模态。通过Timoshenko梁连续转轴模型的色散特性曲线,揭示陀螺效应对旋转体正反涡动频率的影响机理。与有限元模型计算结果对比表明,基于Timoshenko梁连续转轴模型的弹性轮对能够满足前4阶弯曲模态计算需求,Euler梁模型无法考虑转轴旋转陀螺效应,仅适用于前2阶弯曲响应分析。研究结果表明:陀螺效应使轮对弯曲模态出现正反涡动,随转速提高,正涡动模态频率增大,反涡动模态频率减小;陀螺效应对轮对1、2阶弯曲涡动频率变化影响显著,对3、4阶弯曲涡动模态频率变化影响不大,速度每提高100 km/h,前4阶弯曲模态正涡动频率分别增加9.31、9.62、2.09、0.57 Hz,前4阶弯曲模态反涡动频率分别下降4.97、5.83、1.27、0.50 Hz。 展开更多
关键词 高速轮对 陀螺效应 旋转动力学 传递矩阵 涡动模态
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基于近钻头测量数据的钻柱涡动特性分析
3
作者 张涛 杨振鹏 +3 位作者 李军 王苗瑞 王梦凡 郭子娴 《石油机械》 北大核心 2025年第7期22-31,共10页
钻井过程中钻柱振动的位移信号较难获取且相关研究较少。为进一步认识钻井过程中井下发生涡动时钻柱的振动特性,利用近钻头测量工具采集某深井旋转钻进过程中的振动加速度,结合误差控制算法在频域上对振动加速度信号进行二次积分,得到... 钻井过程中钻柱振动的位移信号较难获取且相关研究较少。为进一步认识钻井过程中井下发生涡动时钻柱的振动特性,利用近钻头测量工具采集某深井旋转钻进过程中的振动加速度,结合误差控制算法在频域上对振动加速度信号进行二次积分,得到振动的位移信号;通过分析钻柱涡动时的振动位移特征,并结合钻柱自转、公转的耦合作用和钻柱相对于井筒的位置,以实测到的“半频涡动”现象为例,解释了钻柱正向涡动和反向涡动时的振动规律。研究分析发现:对于测得的井下加速度信号,在频域积分过程中引入误差控制方程,通过设置预期目标精度可有效抑制低频分段的积分误差。当发生涡动时,切向和法向振动加速度曲线的振幅为正常钻进时的4倍以上,振动位移曲线的振幅为正常钻进时的10倍左右并呈现明显的周期性波动。波动周期受钻柱自转和公转耦合作用的影响,通常反向涡动时切向位移曲线的波动周期小于正向涡动,反向涡动比正向涡动更加剧烈。但在钻进过程中,受钻头与地层切削作用和钻柱与井壁之间相互摩擦的影响,也会出现正涡与反涡交替出现的情况,并不能仅通过振动位移信号的周期来判断正向涡动和反向涡动。研究结果对描述涡动时的振动特征,判断涡动的发生和及时采取措施消除涡动,缓解钻具疲劳具有指导作用。 展开更多
关键词 近钻头测量 频域积分 涡动 位移重建 振动特性
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考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析 被引量:1
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作者 余承智 刘阳 +2 位作者 袁奇 王龙 冀大伟 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期95-105,126,共12页
为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理,明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性,提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础,借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型... 为揭示转子-轴承系统在不同涡动状态下的产热机理,明确不同涡动状态下的轴颈温度分布特性,提出了一种考虑轴颈同步涡动的转子-轴承系统热效应分析方法。以热效应分析模型为基础,借助C++语言编写用户自定义函数(UDF)引入了温度-黏性模型,采用基于结构化网格的非定常动网格更新方法,实现了同步涡动时轴颈中心的自动迭代。通过算例验证并与Kucinschi实验结果对比,证明了提出的数学模型和求解方法的有效性,探究了轴颈在3种涡动轨迹下,偏心率、同步涡动频率、涡动幅值对轴颈周向温度及压力分布特性的影响。结果表明:当轴颈偏心率固定为0.5、同步涡动频率从50 Hz增大至200 Hz时,直线轨迹下周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹下周向温差的最大相对偏差分别达到了11.51%和14.01%;当轴颈涡动频率固定为159.17 Hz、偏心率从0.1升至0.5时,直线轨迹下的周向温差最大,其与圆轨迹和椭圆轨迹的周向温差的相对偏差均在10%~25%之间;轴颈周向温度分布与油膜黏性剪切力分布具有相位差。研究可为抑制转子热致同步振动失稳提供理论参考。 展开更多
关键词 产热机理 涡动轨迹 温度分布 压力分布
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液体动静压球轴承转子系统振动特性分析 被引量:1
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作者 朱锐 沈景凤 +1 位作者 卢明明 顾春兴 《机械强度》 北大核心 2025年第5期1-11,共11页
液体动静压球轴承在中高速下,动压效应使楔形空间内的流体发生涡动,转子的振动特性可能受到油膜涡动影响,主轴回转精度因此降低。针对小孔节流的液体动静压球轴承,将涡动形式分为柱面涡动与锥面涡动,建立润滑数学模型与转子动力学模型... 液体动静压球轴承在中高速下,动压效应使楔形空间内的流体发生涡动,转子的振动特性可能受到油膜涡动影响,主轴回转精度因此降低。针对小孔节流的液体动静压球轴承,将涡动形式分为柱面涡动与锥面涡动,建立润滑数学模型与转子动力学模型并联立求解,得到轴心轨迹与振动幅值;探究形心偏移距离、初始偏转角度对转子系统振动特性的影响。结果表明,与纯柱面涡动相比,综合考虑锥面涡动之后,轴心轨迹稳定性下降,振动幅值增加;随着形心偏移距离的增加,轴心轨迹的稳定性与振动幅值大幅度下降;随着初始偏转角度的增加,轴心轨迹的稳定性与振动幅值仅会小幅度下降。由此得出,改变形心偏移距离比改变初始偏转角度对轴承转子系统的轴心轨迹稳定性及转子系统的振动特性影响更大。 展开更多
关键词 液体动静压球轴承 油膜涡动 轴心轨迹 振动特性
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具备保持架运动特性感测功能的摩擦自供电航天飞轮轴承
6
作者 高帅 肖锦涛 +2 位作者 韩勤锴 詹宇鹏 周宁宁 《轴承》 北大核心 2025年第4期22-28,共7页
滚动轴承运行中的打滑和保持架不稳定涡动会显著影响航天器飞轮系统的指向精度。提出了一种可应用于航天器飞轮系统的摩擦自供电轴承(KSTSPB),其利用保持架非导向间隙空间开发摩擦发电组件,利用保持架的周向及平面运动空间感知保持架的... 滚动轴承运行中的打滑和保持架不稳定涡动会显著影响航天器飞轮系统的指向精度。提出了一种可应用于航天器飞轮系统的摩擦自供电轴承(KSTSPB),其利用保持架非导向间隙空间开发摩擦发电组件,利用保持架的周向及平面运动空间感知保持架的运动学行为,可实现保持架异常运动特征的实时监测。采用高速摄像并在保持架上标记识别点阵的保持架运动精准测量方法进行验证,结果表明,KSTSPB输出信号同时受到轴承速度和载荷的影响,其输出电压与涡动间隙指标之间呈负相关性,可实现对保持架打滑的定量分析以及保持架不稳定涡动的定性分析。 展开更多
关键词 滚动轴承 航空航天 飞轮 摩擦电 保持架 打滑 涡动
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WHIRL SSA:一种基于高级中间表示的优化结构
7
作者 杨克峤 李健 +1 位作者 胡益斌 许铝才 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2012年第2期210-214,共5页
中间表示对编译器的性能、效率和可扩展性都起着决定性作用.Open64编译器采用一种树型结构的中间表示WHIRL,能表示各种高级控制流结构,但不能显式的提供数据流信息.本文基于WHIRL对SSA(Static Single Assignment)进行扩展,提出了一个新... 中间表示对编译器的性能、效率和可扩展性都起着决定性作用.Open64编译器采用一种树型结构的中间表示WHIRL,能表示各种高级控制流结构,但不能显式的提供数据流信息.本文基于WHIRL对SSA(Static Single Assignment)进行扩展,提出了一个新的优化结构WHIRL SSA.WHIRL SSA通过将SSA信息标注在WHIRL节点上,显式的为数据流分析提供使用-定义(UD)信息.相比于传统的数据流信息构建方法,WHIRL SSA提供了更精确、有效的数据流信息.本文讨论了WHIRL SSA的设计与实现和基于WHIRL SSA的优化. 展开更多
关键词 中间表示 SSA whirl 编译 边界检测消除
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分布式多旋翼/倾转机翼气弹耦合动特性研究
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作者 程毅 赵金瑞 +2 位作者 黄水林 余智豪 邓旭东 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第5期1637-1650,共14页
基于准线性化隐式气弹建模方法,建立适用于分布式多旋翼/倾转机翼飞行器的耦合柔性多体动力学模型,研究其气弹耦合动力学特性。基于中等变形梁模型和准定常理论,采用Pitt-Peters动态入流模型和Floquet理论,建立求解多旋翼/大展弦比柔性... 基于准线性化隐式气弹建模方法,建立适用于分布式多旋翼/倾转机翼飞行器的耦合柔性多体动力学模型,研究其气弹耦合动力学特性。基于中等变形梁模型和准定常理论,采用Pitt-Peters动态入流模型和Floquet理论,建立求解多旋翼/大展弦比柔性倾转机翼气弹耦合系统动特性的计算方法。在验证理论模型正确性的基础上,研究分布式多旋翼/倾转机翼耦合系结构动特性、回转颤振特性和气弹耦合动响应特性。结果表明:旋翼和短舱对机翼扭转模态影响最大,旋翼与机翼耦合情况下会加大旋翼整体模态振型;增加旋翼个数并将升力桨展开可提高系统低速状态下的稳定性,但增加旋翼个数会降低机翼扭转频率,进而降低颤振速度,增加旋翼有效迎角和机翼攻角可提高系统颤振速度,而增加旋翼转速则会降低系统颤振速度;随前飞速度增加,系统先发生机翼扭转失稳后发生机翼弦向弯曲失稳的回转颤振现象,系统振动响应经历了振动收敛、小幅极限环颤振和大幅多频极限环颤振,其中,机翼颤振形式是垂向、弦向弯曲和扭转运动耦合,其三维耦合效应显著,而旋翼与机翼的模态耦合程度也在不断加深。 展开更多
关键词 分布式推进 柔性多体 气弹动特性 大展弦比 回转颤振
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轴段空心度对舰船复杂推进轴系回旋振动特性的影响研究
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作者 古铮 刘金林 房诗雨 《船舶力学》 北大核心 2025年第2期312-320,共9页
现代舰船推进轴系的结构设计较为复杂,结构尺寸是影响其回旋振动特性的一项重要因素。本文以某舰船复杂推进轴系为研究对象,研究轴段空心度变化对轴系回旋振动特性的影响。基于有限元法建立轴系回旋振动分析模型,并在初始空心度下分析... 现代舰船推进轴系的结构设计较为复杂,结构尺寸是影响其回旋振动特性的一项重要因素。本文以某舰船复杂推进轴系为研究对象,研究轴段空心度变化对轴系回旋振动特性的影响。基于有限元法建立轴系回旋振动分析模型,并在初始空心度下分析轴系的回旋振动特性;在此基础上,通过强度校核确定空心度的取值范围,以艉轴和螺旋桨轴空心度为变量,分析了艉部轴段空心度变化对轴系回旋振动临界转速的影响规律,并结合轴系校中的衡准要求进一步细化了空心度的取值范围。研究成果可为舰船推进轴系设计过程中的结构设计和回旋振动控制提供参考。 展开更多
关键词 舰船复杂推进轴系 回旋振动 轴段空心度 有限元
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火旋风模拟与热危害特性实验教学探索
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作者 刘春祥 印仲宇 +2 位作者 余龙星 黄萍 张永亮 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第4期162-166,共5页
设计了一种火旋风模拟教学实验与理论课程相结合的创新教学方法,构建了“火旋风模拟与热危害特性”教学实验平台,将实验实践融入教学过程中。在该教学创新平台的支持下,学生将能够直接观察火焰在旋转涡流环境中的动态演变过程。此外,通... 设计了一种火旋风模拟教学实验与理论课程相结合的创新教学方法,构建了“火旋风模拟与热危害特性”教学实验平台,将实验实践融入教学过程中。在该教学创新平台的支持下,学生将能够直接观察火焰在旋转涡流环境中的动态演变过程。此外,通过整合红外成像技术和辐射热流测量手段,不仅深化了学生对火旋风现象形成机制的理解,而且使得火焰温度变化及辐射强度的时空分布特征更加清晰直观地展现出来。教学设计结合学生分组协作与教师引导的模式,旨在深化学生对理论知识的掌握,同时提升其实际操作能力、团队合作精神及问题解决能力。通过充分发挥实验平台的优势,激发学生的创新思维,增强其综合素养和专业技能,为未来的职业发展和学术研究奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 燃烧学 火旋风实验平台 燃烧原理 火灾安全 实验实践课程 教学创新
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深径比对孔型阻尼密封泄漏特性和流体激振动力学性能的影响研究
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作者 宋会玲 魏阳国 +2 位作者 李永鹏 张子涵 李志刚 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第7期87-98,共12页
为揭示孔深对孔型阻尼密封封严性能和刚度阻尼动力学性能的影响规律,探究最佳孔深方案,采用非定常多频摄动数值方法,研究了不同孔深下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学特性。首先,通过3种孔深下孔型阻尼密封泄漏量和动力特性系数的数值... 为揭示孔深对孔型阻尼密封封严性能和刚度阻尼动力学性能的影响规律,探究最佳孔深方案,采用非定常多频摄动数值方法,研究了不同孔深下孔型阻尼密封的泄漏特性和动力学特性。首先,通过3种孔深下孔型阻尼密封泄漏量和动力特性系数的数值与试验数据对比,验证了数值方法的准确性;然后,计算分析了3种不同孔径(D为2.0、3.175、5.0 mm)下连续变化孔深(深径比A_(r)为0.1~1.25)的孔型阻尼密封的泄漏量;最后,评估了2种进口预旋(μ_(0)为0、0.5)、5种不同孔深(H为0.5、1.0、1.9、3.3、6.6 mm,D为3.175 mm)下孔型密封的动力特性系数、腔室动态压力及旋流速度发展。数值结果表明:深径比A_(r)是影响孔型密封泄漏特性的关键几何参数;从密封封严性能角度来看,A_(r)为0.4~0.5是最佳孔深方案,此时不同孔径的密封泄漏量均达到最小值;从密封动力学稳定性角度来看,较小孔深的孔型阻尼密封动力学稳定性更优,在确定最佳孔深时,需考虑污染物沉积、腐蚀磨损对孔深的影响,避免选择过小的孔深(H≥1.0 mm)。 展开更多
关键词 孔型阻尼密封 泄漏特性 动力学性能 深径比 多频摄动数值方法
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三轴承型核主泵水膜涡动问题数值模拟与机理分析
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作者 王路遥 张福海 +4 位作者 郭逸 晁义林 刘祥松 孟晋 袁宏 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期389-399,共11页
针对三轴承型核主泵在电站服役期出现的轴位移波动超限问题,以ANDRITZ核主泵为研究对象,基于流体动力学和转子动力学计算方法,探究核主泵轴系振动特征、核主泵半频涡动的发生机制以及影响水润滑轴承稳定性的关键因素及其物理本质,进而... 针对三轴承型核主泵在电站服役期出现的轴位移波动超限问题,以ANDRITZ核主泵为研究对象,基于流体动力学和转子动力学计算方法,探究核主泵轴系振动特征、核主泵半频涡动的发生机制以及影响水润滑轴承稳定性的关键因素及其物理本质,进而研究核主泵的水膜涡动问题。研究发现:水润滑轴承的非线性动力学“失稳”诱发了核主泵半频涡动现象;额定工况下,核主泵轴系振幅边界线呈双喇叭型,双喇叭中心点靠近电机驱动端轴承区域,核主泵轴系在不同轴段的振动特性存在显著差异,半频涡动现象主要出现在靠近联轴器和泵轴侧的区域,而电机上部轴段主要表现为工频振动,叶轮侧轴段区域则以半频振动为主;同转子旋转方向垂直的切向力是导致水膜涡动问题的关键作用力,水导轴承的交叉刚度系数和液膜环向平均速度比是影响切向力的关键物理量。研究成果有助于核主泵的优化设计、故障诊断和电站的运维管理。 展开更多
关键词 核主泵 轴系振动 半频涡动 数值计算
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分布式推进旋翼飞行器回转颤振特性研究
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作者 程毅 余智豪 +1 位作者 王司文 赵金瑞 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期243-251,共9页
针对高速前飞状态分布式推进旋翼飞行器存在的回转颤振动力学问题,提出了一种通用性强且快速高效分布式多旋翼/倾转机翼耦合气弹动力学分析方法。该方法基于中等变形梁理论,考虑旋翼和机翼间弹性、惯性耦合,采用基于CFD修正的片条理论,... 针对高速前飞状态分布式推进旋翼飞行器存在的回转颤振动力学问题,提出了一种通用性强且快速高效分布式多旋翼/倾转机翼耦合气弹动力学分析方法。该方法基于中等变形梁理论,考虑旋翼和机翼间弹性、惯性耦合,采用基于CFD修正的片条理论,建立分布式多旋翼/倾转机翼气弹动力学分析模型,研究其前飞状态下的回转颤振特性。在证明了分析方法的准确性后,同时研究了耦合系统动力学参数(机翼、短舱和旋翼等)对飞行器回转颤振临界速度的影响。结果表明:系统先发生扭转失稳,后发生面内弯曲失稳,机翼扭矩刚度对系统临界颤振速度影响程度最大;其次是面外和面内弯曲刚度,其颤振运动的三维效应十分明显,呈现为机翼扭转和面内外弯曲模态耦合。在低速状态下将升力桨张开并提高旋翼数量能有效增加系统气弹稳定性,无铰式桨叶挥舞刚度对系统临界颤振影响不大,增大旋翼拉力和降低旋翼转速有利于提高系统临界颤振速度,而增加旋翼和短舱高度则会降低系统临界颤振速度。 展开更多
关键词 分布式推进 倾转机翼 气弹动特性 大展弦比 回转颤振
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特深井钻柱动力学特性模拟与分析 被引量:4
14
作者 狄勤丰 尤明铭 +3 位作者 李田心 周星 杨赫源 王文昌 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期108-117,共10页
随着钻井深度不断增加,钻柱运动所涉及的力学问题变得更加复杂,钻柱动力学特性模拟及分析可为安全优质高效钻井提供支撑。为了探求特深井钻柱的运动特性,将钻柱运动的控制方程采用Newmark法对时间离散后,运用SOR节点迭代法,对每一时间... 随着钻井深度不断增加,钻柱运动所涉及的力学问题变得更加复杂,钻柱动力学特性模拟及分析可为安全优质高效钻井提供支撑。为了探求特深井钻柱的运动特性,将钻柱运动的控制方程采用Newmark法对时间离散后,运用SOR节点迭代法,对每一时间步的钻柱整体构形进行求解,实现了总长超9000 m的钻柱动力学特性模拟,不仅给出了钻柱4个典型位置的涡动轨迹、涡动速度和横向加速度,还分析了钻柱的粘滑特性。分析结果表明,上部钻柱的涡动及粘滑现象不明显;随着位置下移,出现不规则涡动及不充分粘滑现象;近钻头位置的钻柱会出现较剧烈涡动,也会出现粘滑振动;中性点位置处钻柱的涡动最为剧烈、碰摩严重,可能给钻柱带来安全隐患。研究结果为特深井安全钻井提供了理论依据。 展开更多
关键词 特深井 钻柱动力学 SOR节点迭代法 涡动 粘滑
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离心空压机波箔气体轴承设计及实验研究 被引量:3
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作者 化文灿 杨山举 +2 位作者 王琪 张丽君 曾一鸣 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期161-168,共8页
针对功率26 kW、主轴径22 mm的氢燃料电池离心空压机,设计波箔动压气体轴承;在搭建的实验台上进行轴承静动态特性实验和耐久性实验,得到轴承滞回曲线和静态刚度曲线,以及空压机轴系升降速振动三维频谱图、30 000~95 000 r/min下的时域... 针对功率26 kW、主轴径22 mm的氢燃料电池离心空压机,设计波箔动压气体轴承;在搭建的实验台上进行轴承静动态特性实验和耐久性实验,得到轴承滞回曲线和静态刚度曲线,以及空压机轴系升降速振动三维频谱图、30 000~95 000 r/min下的时域图。实验结果表明:研发的波箔动压气体轴承静态刚度与轴承位移具有非线性特性;空压机启停100 000余次后,平箔表面仅有轻微磨损,波箔高度几乎无变化,表明轴承具有良好的耐久性;转子振动以基频为主,全转速范围内主振幅为1μm左右,无明显低频和高频振动;两级气浮轴承离心空压机实验最高工作转速可达95 000 r/min,并且表现出良好的热力性能。 展开更多
关键词 波箔动压气体轴承 离心空压机 涡动 阻尼 动态特性 静态特性
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转子运动条件下光纤光栅的扫描光谱特性及测温误差研究 被引量:1
16
作者 陈思彤 黄俊斌 +3 位作者 刘文 李哲宇 顾宏灿 姚高飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期17-29,共13页
针对基于空间耦合传输方法的电机转子温度监测系统,采用光纤光栅的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合传输理论,建立了转子运动条件下光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)的扫描光谱模型,首先研究了扫描光谱的畸变规律及各算法的寻峰效果,... 针对基于空间耦合传输方法的电机转子温度监测系统,采用光纤光栅的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合传输理论,建立了转子运动条件下光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)的扫描光谱模型,首先研究了扫描光谱的畸变规律及各算法的寻峰效果,结果表明:转子的涡动导致FBG扫描光谱的反射峰发生偏移,3 dB带宽减小,随着耦合损耗与原始反射峰之间的相位差发生变化,中心波长的最大扫描误差以类似正弦函数的规律发生变化,新反射峰位置由耦合损耗变化速率、FBG原始反射率及其变化速率之间的限定关系决定。协调解调仪扫描速率与转子涡动频率之间的数值关系是减轻光谱畸变的主要方法;此外,相比于半峰法和多种拟合型算法,质心法通过提取畸变光谱的重心也明显地减小了中心波长的扫描误差。然后,通过理论和试验研究了转子涡动频率与解调仪扫描频率对系统测温误差产生的影响,结果表明:随着耦合损耗周期与光谱扫描时间之比(q值)的增加,系统的最大测温误差先剧烈地减小、然后缓慢减小至稳定,令q>10是确保系统的测温误差及其波动较小的最低条件;对于转速小于200 000 r/min的转子(涡动频率小于1 667 Hz),当转子径向振动的幅值小于200μm、轴心轨迹的轴比小于3、轴心线偏转的角度小于0.1°时,采用扫描频率大于760 Hz的解调仪和质心寻峰法可以保证涡动引起的测温误差小于0.3℃,为转子测温系统的实际应用及测温误差的预估提供了依据。 展开更多
关键词 光纤光栅(FBG)传感器 转子温度监测系统 转子运动 畸变光谱 寻峰误差
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聚焦于碰摩诱导的非规则形貌套管磨损分析 被引量:2
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作者 刘君林 万志国 +4 位作者 满振峰 李国平 夏雪 罗敬兵 窦益华 《石油机械》 北大核心 2024年第4期56-61,共6页
由于钻磨铣作业管柱刚度低且受力情况复杂,发生涡动时不可避免会碰摩套管,诱导套管产生不连续、随机的磨损,降低井筒安全性。为研究碰摩磨损对套管安全性的影响规律,基于转子动力学理论建立了钻磨铣作业钻柱有限元动力学模型,得到钻柱... 由于钻磨铣作业管柱刚度低且受力情况复杂,发生涡动时不可避免会碰摩套管,诱导套管产生不连续、随机的磨损,降低井筒安全性。为研究碰摩磨损对套管安全性的影响规律,基于转子动力学理论建立了钻磨铣作业钻柱有限元动力学模型,得到钻柱涡动轨迹及钻柱涡动诱发的套管碰摩特征;同时建立了碰摩磨损体积计算模型,考察转速、钻压对碰摩诱导的套管磨损的影响规律;将碰摩磨损缺陷引入套管模型,采用应力集中比值分析碰摩磨损缺陷对套管承载性能的影响规律。研究结果表明:钻磨铣作业期间钻柱对套管的碰摩主要发生在下部钻具组合处,表现为不连续性碰摩和连续性碰摩2种形式;转速、钻压与碰摩磨损程度呈正相关关系;碰摩磨损缺陷的偏磨率、开口大小及数量会对套管承载性能产生不同的影响。研究结果可为由碰摩诱导产生的套管磨损分析及井筒完整性评价提供理论依据。 展开更多
关键词 钻磨铣作业 修井 钻柱涡动 碰摩 非规则形貌 套管磨损
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基于空间耦合传输方法的FBG传感器转子涡动测温误差及其影响因素研究
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作者 陈思彤 黄俊斌 +3 位作者 顾宏灿 姚高飞 徐丹 李哲宇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期104-119,共16页
针对电机转子涡动对光纤光栅温度监测系统精度产生的影响,采用光纤光栅(FBG)的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合损耗理论,建立了涡动条件下FBG扫描光谱模型,结合相关试验,研究了扫描光谱的畸变规律及系统测温误差的影响因素。结果表明:... 针对电机转子涡动对光纤光栅温度监测系统精度产生的影响,采用光纤光栅(FBG)的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合损耗理论,建立了涡动条件下FBG扫描光谱模型,结合相关试验,研究了扫描光谱的畸变规律及系统测温误差的影响因素。结果表明:涡动导致扫描光谱反射峰发生偏移、3 dB带宽减小,通过协调涡动频率和解调仪扫描频率,使准直器间耦合损耗周期达到FBG光谱扫描时间的10倍以上(q>10)是保证较低测温误差的关键;同时,质心法对剧烈涡动条件下扫描光谱的寻峰效果明显优于高斯曲线拟合法。随着转子端面处的径向位移幅值或轴线偏角幅值的增大,系统的测温误差先缓慢地增大、后剧烈地增大;随着椭圆形轴心运动轨迹轴比的增大,测温误差先剧烈地增大、后缓慢地增大至稳定。当转子径向位移幅值小于200μm、轴线偏角幅值小于0.167°时,在轴比等于3、q值等于10条件下,15次采样试验反映出质心法和高斯曲线拟合法分别令系统的测温误差从2.9℃降低至0.6℃和1.1℃,为监测系统的应用与测温精度的预估提供了依据。 展开更多
关键词 光纤光栅温度传感器 转子温度监测系统 转子涡动 畸变光谱 测温误差
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轴承不对中船舶推进轴系回旋振动特性研究
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作者 张娟 楼京俊 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期85-89,共5页
由于船体变形等因素导致船舶推进轴系轴承不对中,以此展开分析,将轴系看作连续梁,螺旋桨视为刚性圆盘建立了轴系回旋振动的解析模型,同时结合计算分析和试验研究了轴承不对中对回旋振动的影响。研究结果表明:仅轴承变位本身对回旋振动... 由于船体变形等因素导致船舶推进轴系轴承不对中,以此展开分析,将轴系看作连续梁,螺旋桨视为刚性圆盘建立了轴系回旋振动的解析模型,同时结合计算分析和试验研究了轴承不对中对回旋振动的影响。研究结果表明:仅轴承变位本身对回旋振动的影响比较小,而实际中轴承变位引起的轴心轨迹的剧烈变化可能与轴与轴承接触状态变化引起的轴承刚度变化有关。该研究结果为进一步探索不对中船舶推进轴系回旋振动特性研究具有指导意义。 展开更多
关键词 船舶推进轴系 回旋振动 轴承不对中
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分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振
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作者 曹婷婷 杨佑绪 +2 位作者 余灵富 成志勇 叶博 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2627-2635,共9页
由于采用多个螺旋桨动力,旋转颤振成为分布式电推进飞机面临的重要气动弹性问题之一。基于机翼/短舱/桨耦合系统的运动关系及力作用关系,考虑机翼对螺旋桨的下洗和侧洗效应,推导出机翼、短舱和螺旋桨耦合系统的运动方程。将多套短舱/螺... 由于采用多个螺旋桨动力,旋转颤振成为分布式电推进飞机面临的重要气动弹性问题之一。基于机翼/短舱/桨耦合系统的运动关系及力作用关系,考虑机翼对螺旋桨的下洗和侧洗效应,推导出机翼、短舱和螺旋桨耦合系统的运动方程。将多套短舱/螺旋桨动力的陀螺力矩和螺旋桨非定常气动力引入机翼结构动力学模型,建立分布式电推进螺旋桨飞机颤振模型。通过对动力系统展向位置和动力系统数量的变参分析,研究分布式电推进螺旋桨飞机关键动力布局参数对旋转颤振特性的影响规律,并评估了2种典型的分布式电动螺旋桨飞机布局的颤振特性。结果表明:动力系统位于0.8倍翼展附近时,旋转颤振速度明显提高,而其他安装位置的参数不敏感。从翼根向翼梢逐渐增加动力数量的过程中,当动力个数少于5时,机翼的颤振速度对动力个数参数不敏感,而当动力个数增加至6时,机翼的经典颤振速度和旋转颤振速度均显著提高。在总刚度、总质惯量、总滑流效应和总功率等总体设计指标相当的前提下,动力系统相同分布式方案更佳,更有利于提高经典颤振速度和旋转颤振速度。 展开更多
关键词 旋转颤振 分布式电推进 螺旋桨飞机 陀螺效应 气动弹性
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