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充液管路振动特性半解析建模及卡箍布局优化
被引量：
5
1
作者
张宇
孙伟
刘旭东
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期4262-4270,共9页
航空发动机管路系统中大部分管路处于充液状态且包含多个卡箍支撑,合理地设计卡箍布局可使管路系统的固有频率有效避开外界的激振频率,实现减振目的。以多卡箍支撑充液管路为对象,提出管路的振动特性半解析模型及卡箍布局优化的方法。...
航空发动机管路系统中大部分管路处于充液状态且包含多个卡箍支撑,合理地设计卡箍布局可使管路系统的固有频率有效避开外界的激振频率,实现减振目的。以多卡箍支撑充液管路为对象,提出管路的振动特性半解析模型及卡箍布局优化的方法。含多卡箍支撑的充液管路属于超静定结构,将该管路系统分为空管、卡箍、管内流体3部分,对每一部分单独进行能量分析,然后进行组集。为了研究充液状态以及流速等参数对卡箍布局优化结果的影响,在没有引入外界激励频率的前提下,以1阶固有频率最大为优化目标,建立较为通用的卡箍布局优化模型,采用粒子群优化算法对该优化模型进行求解。最后进行实例研究,与文献中有限元法进行对比,证明所研发的半解析模型的合理性,并在此基础上进行卡箍布局优化,分析液体质量、流速、管型等参数对卡箍布局优化结果的影响。研究结果表明,若仅以1阶固有频率最大为优化目标,则液体质量、流速、管型等参数均可忽略,仅以指定管径的空管为对象执行优化就可获得所需的卡箍布局优化结果。
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关键词
多卡箍支承
充液管路
振动特性
半解析建模
卡箍布局优化
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职称材料
考虑非均匀预紧的螺栓法兰连接双圆柱壳半解析动力学建模与分析
2
作者
田亚雄
孙伟
+1 位作者
杜东旭
刘宏浩
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期68-79,共12页
为了研究螺栓连接结构的非均匀预紧对结构振动特性的影响,本文提出了一种螺栓法兰连接双圆柱壳结构的半解析动力学建模方法。首先,考虑非均匀预紧,研究了带法兰的螺栓连接双圆柱壳结构的半解析建模方法,并在建模中考虑了法兰对结构动力...
为了研究螺栓连接结构的非均匀预紧对结构振动特性的影响,本文提出了一种螺栓法兰连接双圆柱壳结构的半解析动力学建模方法。首先,考虑非均匀预紧,研究了带法兰的螺栓连接双圆柱壳结构的半解析建模方法,并在建模中考虑了法兰对结构动力学特性的影响,提出了一种用连接弧来模拟螺栓结合部力学特性的建模方法,对双圆柱壳、法兰、边界条件以及螺栓法兰处连接条件下的能量进行分析,引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程建立了螺栓法兰连接双圆柱壳结构的动力学方程;然后,通过组建的试验系统证明了所创建的半解析模型在均匀和非均匀预紧力条件下求解螺栓法兰连接双圆柱壳结构振动特性的合理性;最后,基于所创建的模型分析了非均匀预紧的螺栓位置和完全松动的螺栓数量对双圆柱壳结构的固有特性的影响。研究结果表明:螺栓非均匀预紧幅度降低会导致结构固有频率降低,交叉位置螺栓预紧力减小导致结构固有频率降低幅度更大,松动螺栓数量增加会引起结构固有频率较为均匀地小幅减小,且非均匀预紧和螺栓松动均会引起结构的振型不再沿着周向对称分布。
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关键词
螺栓法兰连接
非均匀预紧力
双圆柱壳结构
半解析建模
振动分析
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职称材料
贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析
被引量：
1
3
作者
张荣飞
孙伟
+1 位作者
骆海涛
张辉
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期315-327,337,共14页
在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构...
在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构的半解析动力学模型,包含:利用层间剪切变形原理,推导了约束阻尼层结构的应力应变关系,用复模量表征黏弹性层的阻尼特性;考虑螺栓的影响区域,提出用复面弹簧单元和修正质量模拟双搭接螺栓结合部的刚度、阻尼和质量特性;引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程和Hamilton原理建立了局部贴敷“H型”约束阻尼层的螺栓连接薄板的动力学方程。进行了实例研究,通过组建的试验系统证明了所创建的复合结构半解析模型在求解固有特性及振动响应参数方面的合理性,同时试验及半解析模型计算结果均证明约束阻尼层对双搭接螺栓连接板具有减振效果。最后,基于所创建的半解析模型分析了贴敷面积及约束阻尼层厚度对双搭接螺栓连接板减振效果的影响。
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关键词
约束阻尼层(CLD)
双搭接
螺栓连接板
半
解析
动力学
建
模
减振分析
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职称材料
题名
充液管路振动特性半解析建模及卡箍布局优化
被引量：
5
1
作者
张宇
孙伟
刘旭东
机构
东北大学机械工程与自动化学院
东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期4262-4270,共9页
基金
国家科技重大专项(J2019-I-0008-0008)。
文摘
航空发动机管路系统中大部分管路处于充液状态且包含多个卡箍支撑,合理地设计卡箍布局可使管路系统的固有频率有效避开外界的激振频率,实现减振目的。以多卡箍支撑充液管路为对象,提出管路的振动特性半解析模型及卡箍布局优化的方法。含多卡箍支撑的充液管路属于超静定结构,将该管路系统分为空管、卡箍、管内流体3部分,对每一部分单独进行能量分析,然后进行组集。为了研究充液状态以及流速等参数对卡箍布局优化结果的影响,在没有引入外界激励频率的前提下,以1阶固有频率最大为优化目标,建立较为通用的卡箍布局优化模型,采用粒子群优化算法对该优化模型进行求解。最后进行实例研究,与文献中有限元法进行对比,证明所研发的半解析模型的合理性,并在此基础上进行卡箍布局优化,分析液体质量、流速、管型等参数对卡箍布局优化结果的影响。研究结果表明,若仅以1阶固有频率最大为优化目标,则液体质量、流速、管型等参数均可忽略,仅以指定管径的空管为对象执行优化就可获得所需的卡箍布局优化结果。
关键词
多卡箍支承
充液管路
振动特性
半解析建模
卡箍布局优化
Keywords
multi-clamp supports
liquid-filled pipeline
vibration characteristics
semi-analytical modeling
clamp layout optimization
分类号
V228.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
考虑非均匀预紧的螺栓法兰连接双圆柱壳半解析动力学建模与分析
2
作者
田亚雄
孙伟
杜东旭
刘宏浩
机构
东北大学机械工程与自动化学院
东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期68-79,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(12272087)。
文摘
为了研究螺栓连接结构的非均匀预紧对结构振动特性的影响,本文提出了一种螺栓法兰连接双圆柱壳结构的半解析动力学建模方法。首先,考虑非均匀预紧,研究了带法兰的螺栓连接双圆柱壳结构的半解析建模方法,并在建模中考虑了法兰对结构动力学特性的影响,提出了一种用连接弧来模拟螺栓结合部力学特性的建模方法,对双圆柱壳、法兰、边界条件以及螺栓法兰处连接条件下的能量进行分析,引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程建立了螺栓法兰连接双圆柱壳结构的动力学方程;然后,通过组建的试验系统证明了所创建的半解析模型在均匀和非均匀预紧力条件下求解螺栓法兰连接双圆柱壳结构振动特性的合理性;最后,基于所创建的模型分析了非均匀预紧的螺栓位置和完全松动的螺栓数量对双圆柱壳结构的固有特性的影响。研究结果表明:螺栓非均匀预紧幅度降低会导致结构固有频率降低,交叉位置螺栓预紧力减小导致结构固有频率降低幅度更大,松动螺栓数量增加会引起结构固有频率较为均匀地小幅减小,且非均匀预紧和螺栓松动均会引起结构的振型不再沿着周向对称分布。
关键词
螺栓法兰连接
非均匀预紧力
双圆柱壳结构
半解析建模
振动分析
Keywords
bolted flange connection
non-uniform preload
double cylindrical shell structure
semi-analytic modeling
vibration analysis
分类号
TH113.1 [机械工程—机械设计及理论]
V214 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析
被引量：
1
3
作者
张荣飞
孙伟
骆海涛
张辉
机构
东北大学机械工程与自动化学院
东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室
中国科学院沈阳自动化研究所
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期315-327,337,共14页
基金
国家自然科学基金(51975567)。
文摘
在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构的半解析动力学模型,包含:利用层间剪切变形原理,推导了约束阻尼层结构的应力应变关系,用复模量表征黏弹性层的阻尼特性;考虑螺栓的影响区域,提出用复面弹簧单元和修正质量模拟双搭接螺栓结合部的刚度、阻尼和质量特性;引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程和Hamilton原理建立了局部贴敷“H型”约束阻尼层的螺栓连接薄板的动力学方程。进行了实例研究,通过组建的试验系统证明了所创建的复合结构半解析模型在求解固有特性及振动响应参数方面的合理性,同时试验及半解析模型计算结果均证明约束阻尼层对双搭接螺栓连接板具有减振效果。最后,基于所创建的半解析模型分析了贴敷面积及约束阻尼层厚度对双搭接螺栓连接板减振效果的影响。
关键词
约束阻尼层(CLD)
双搭接
螺栓连接板
半
解析
动力学
建
模
减振分析
Keywords
constrained layer damping(CLD)
double-lap joint
bolted connection plates
semi-analytical dynamic modeling
vibration reduction analysis
分类号
TH131.3 [机械工程—机械制造及自动化]
O327 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
充液管路振动特性半解析建模及卡箍布局优化
张宇
孙伟
刘旭东
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
考虑非均匀预紧的螺栓法兰连接双圆柱壳半解析动力学建模与分析
田亚雄
孙伟
杜东旭
刘宏浩
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析
张荣飞
孙伟
骆海涛
张辉
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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