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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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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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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基于分布质量轴模型的回旋振动计算方法 被引量：7

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作者 周瑞 李宁 +2 位作者 鲍利群 管文生 杨义顺 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期931-936,共6页

根据旋转Timoshenko梁的运动微分方程,推导了计算船舶推进轴系回旋振动时分布质量轴模型的传递矩阵。相对于集中质量轴模型,分布质量轴模型可以计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩以及剪切变形的影响,更加逼近船舶推进轴系... 根据旋转Timoshenko梁的运动微分方程,推导了计算船舶推进轴系回旋振动时分布质量轴模型的传递矩阵。相对于集中质量轴模型,分布质量轴模型可以计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩以及剪切变形的影响,更加逼近船舶推进轴系回旋运动的实际物理模型,因此能更精确地计算轴系的临界转速和固有振型。在分布质量轴模型的基础上,采用数值稳定性良好的改进Riccati传递矩阵法编制了回旋振动计算程序,并应用于两型船舶的推进轴系计算。将文中方法的计算结果与有限元法以及第三方计算报告进行了比对,结果具有良好的一致性,从而验证了方法的正确性和计算精度。 展开更多

关键词 推进轴系 回旋振动 传递矩阵 分布质量轴

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船舶艉轴承刚度和螺旋桨陀螺效应对轴系回旋振动特性影响的分析 被引量：13

5

作者 李小军 朱汉华 +1 位作者 范世东 郑良焱 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期851-858,共8页

当船舶轴系运行工况恶劣时,由于轴系后尾轴承与轴颈之间润滑不佳,使得轴承刚度发生较大变化,处于各向异性状态,这会影响轴系回旋振动特性。文章针对某大型集装箱船,在计入螺旋桨陀螺效应的基础上,借助于有限元ANSYS软件,研究了后艉轴承... 当船舶轴系运行工况恶劣时,由于轴系后尾轴承与轴颈之间润滑不佳,使得轴承刚度发生较大变化,处于各向异性状态,这会影响轴系回旋振动特性。文章针对某大型集装箱船,在计入螺旋桨陀螺效应的基础上,借助于有限元ANSYS软件,研究了后艉轴承水平刚度单独变化对回旋振动固有频率、临界转速和振动响应的影响。其主要结果表明,后艉轴承水平方向刚度单独降低时,该方向上的横向振动固有频率降低,逆回旋振动固有频率在此基础上进一步降低;其轴频、叶频和倍叶频的正逆回旋临界转速和回旋振动响应均与各向同性时不同。 展开更多

关键词 船舶轴系 回旋振动 陀螺效应 有限元 各向异性

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基于传递矩阵法的船舶轴系回旋振动计算研究 被引量：10

6

作者 刘刚 吴炜 +1 位作者 饶春晓 陈汝刚 《中国舰船研究》 2010年第1期60-63,共4页

分析船舶轴系回旋振动的传递矩阵计算方法,建立集总参数元件-分布参数元件混合系统模型,得出各种简化模型的传递矩阵。以某型海事巡逻艇为例,对传递矩阵计算方法中影响计算结果的主要参数进行分析,提出参数的选取方法,为回旋振动特性分... 分析船舶轴系回旋振动的传递矩阵计算方法,建立集总参数元件-分布参数元件混合系统模型,得出各种简化模型的传递矩阵。以某型海事巡逻艇为例,对传递矩阵计算方法中影响计算结果的主要参数进行分析,提出参数的选取方法,为回旋振动特性分析提供依据。 展开更多

关键词 轴系 回旋振动 传递矩阵 模型

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不同校中状态对某轴系回旋振动的影响研究 被引量：4

7

作者 刘金林 赖国军 +1 位作者 姜忠龙 曾凡明 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期264-273,共10页

轴系的回旋振动是影响船舶安全、稳定和持续运行的重要因素之一。本文以某轴系试验平台为对象,研究不同校中状态对其回旋振动的影响。根据该轴系试验平台的实际尺寸建立其有限元模型,以此为基础进行直线校中计算。以艉轴承上负荷最小为... 轴系的回旋振动是影响船舶安全、稳定和持续运行的重要因素之一。本文以某轴系试验平台为对象,研究不同校中状态对其回旋振动的影响。根据该轴系试验平台的实际尺寸建立其有限元模型,以此为基础进行直线校中计算。以艉轴承上负荷最小为目标函数,采用IWO算法进行轴系双向优化校中,使得轴承位置优化后艉轴承上负荷明显减小。基于轴承支撑结构,运用雷诺方程计算轴承支撑油膜压力分布及其刚度特性,依此建立ANSYS计算的轴承支撑模型,计算和对比该轴系试验平台的不同校中状态对其回旋振动的影响,为在优化轴系校中过程中减小轴系回旋振动提供了一定的理论支撑。 展开更多

关键词 有限元 轴系校中 回旋振动 支撑刚度

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基于有限元法的气垫船轴系回旋振动特性计算 被引量：6

8

作者 张伟 吴伟亮 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第10期37-40,共4页

以气垫船垫升轴系为研究对象,建立计算模型,利用有限元计算软件分析陀螺效应对气垫船垫升轴系回旋振动的影响。采用计算多个轴承支撑刚度的方法,在不考虑船体刚度及考虑船体刚度2种情况下,计算垫升轴系的一次共振转速范围及叶片次共振... 以气垫船垫升轴系为研究对象,建立计算模型,利用有限元计算软件分析陀螺效应对气垫船垫升轴系回旋振动的影响。采用计算多个轴承支撑刚度的方法,在不考虑船体刚度及考虑船体刚度2种情况下,计算垫升轴系的一次共振转速范围及叶片次共振转速范围,并对照工作转速,给出其回旋振动安全的结论。同时通过文献实验数据与数值计算的对比验证了计算模型的正确性,为气垫船垫升轴系的安全运行提供参考。 展开更多

关键词 有限元 回旋振动 陀螺力矩 共振转速

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船舶轴系回旋振动计算及其参数研究 被引量：13

9

作者 陈锡恩 高景 《船海工程》 2001年第5期8-11,共4页

以 1 0余艘船舶轴系回旋振动实测的固有频率为基准 ,调整用近似公式法、传递矩阵法计算所测船舶轴系回旋振动固有频率时所选取的计算参数 ,使得轴系固有频率的计算值与实测值相一致 ,给出经实测验证的计算参数。

关键词 船舶 轴系回旋 振动计算 参数研究 回旋振动 近似公式 传递矩阵 轴承刚度

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调距桨推进轴系回旋振动计算研究 被引量：1

10

作者 刘刚 黄冰阳 +1 位作者 周建辉 陈汝刚 《船海工程》 2012年第2期26-29,共4页

以某型船为例,建立了调距桨轴系集总参数元件-分布参数元件混合系统模型,利用传递矩阵法进行轴系回旋振动计算,并对影响调距桨轴系回旋振动特性的主要因素进行了分析。

关键词 调距桨 轴系 回旋振动

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艉轴承等效支点位置对轴系回旋振动的影响 被引量：9

11

作者 张晓东 《船海工程》 2012年第6期46-49,共4页

在轴系回旋振动研究中,将艉轴承支承分为单点支承、多点支承、分布支承及接触支承四种方式,应用有限元方法,针对不同支承分别建立相应的轴系回旋振动模型,求得艉轴承不同支承方式的支反力以及等效支点位置,并进行相应的回旋振动模态分... 在轴系回旋振动研究中,将艉轴承支承分为单点支承、多点支承、分布支承及接触支承四种方式,应用有限元方法,针对不同支承分别建立相应的轴系回旋振动模型,求得艉轴承不同支承方式的支反力以及等效支点位置,并进行相应的回旋振动模态分析。计算结果表明,不同支承方式的等效支点位置对轴系回旋振动固有频率有一定影响。 展开更多

关键词 推进轴系 回旋振动 等效支承 艉轴承

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轴承油膜动力特性系数对轴系回旋振动影响 被引量：12

12

作者 夏极 蔡耀全 +1 位作者 刘金林 陈军 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第1期62-66,共5页

由于轴承油膜非线性特性的影响,轴承支承位置及其支承点数目对轴系回旋振动影响较大,运用滑动轴承的流体动力润滑原理计算分析轴承油膜刚度和阻尼动态特性分析,结果表明轴承内油膜刚度和阻尼呈非线性分布,各系数在方向上大小也不同。在... 由于轴承油膜非线性特性的影响,轴承支承位置及其支承点数目对轴系回旋振动影响较大,运用滑动轴承的流体动力润滑原理计算分析轴承油膜刚度和阻尼动态特性分析,结果表明轴承内油膜刚度和阻尼呈非线性分布,各系数在方向上大小也不同。在此基础上,对某试验平台轴系上各轴承离散成等间距分布的多支撑点,分别计算每个支承点上的油膜动态性能系数,分析比较油膜动态性能系数各向同性和异性时对轴承回旋振动特性的影响,结果表明油膜动态性能耦合系数对轴承回旋振动在低频和共振频率阶段有较大影响。这一结论对轴系回旋振动低频噪声分析提供了一定理论依据,为更进一步研究其噪声辐射提供更为准确的分析方法。 展开更多

关键词 油膜动力性能系数 耦合系数 轴系回旋振动 有限元

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连接件不对中对轴系回旋振动的影响特性研究 被引量：7

13

作者 林晞晨 周瑞平 肖能齐 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期866-873,共8页

船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,在航行过程中会受到多种复杂载荷的作用。文章基于轴心与质心的相对位置关系,推导了连接件不对中所导致的不平衡力,以及轴系回旋振动的受迫响应振幅数学模型。分别以转子轴系试验台及某船轴... 船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分,在航行过程中会受到多种复杂载荷的作用。文章基于轴心与质心的相对位置关系,推导了连接件不对中所导致的不平衡力,以及轴系回旋振动的受迫响应振幅数学模型。分别以转子轴系试验台及某船轴系为对象,进行了仿真计算与试验测试。计算结果表明:连接件不对中使轴系振动响应振幅提高,具有较为明显的影响。 展开更多

关键词 推进轴系 回旋振动 连接件 不对中 响应振幅

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一种改进傅里叶级数方法的船舶轴系回旋振动动态特性研究 被引量：5

14

作者 周海军 吕秉琳 +1 位作者 王东华 李玩幽 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第8期962-970,共9页

文章采用一种改进的傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对弹性支撑边界条件下多跨距变轴颈轴系进行了回旋振动动态特性研究。首先推导了考虑集中质量及回旋效应的均匀梁回旋振动微分方程;其次应用一种改进的傅里叶级... 文章采用一种改进的傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对弹性支撑边界条件下多跨距变轴颈轴系进行了回旋振动动态特性研究。首先推导了考虑集中质量及回旋效应的均匀梁回旋振动微分方程;其次应用一种改进的傅里叶级数方法推导了轴系的质量、刚度及激励力矩阵。在这一方法中,位移函数被表示为傅里叶余弦级数展开与一个辅助的多项式函数的叠加,进而成功地克服了弹性边界的不连续性。采用Newmark方法在时域内直接数值积分求解响应。通过与有限元软件ANSYS仿真结果及国家标准的结果对比,验证了文中分析方法的正确性。并研究了一轴系在额定转速下正逆回旋的动态特性。 展开更多

关键词 船舶轴系 回旋振动 改进傅里叶级数 动态特性 弹性边界

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船舶艉轴承间隙对轴系回旋振动特性影响分析 被引量：3

15

作者 田川 杜敬涛 +1 位作者 许得水 李文龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期649-655,共7页

为了探究船舶艉轴承的支承刚度对推进轴系回旋振动特性的影响,本文利用流体动力润滑理论,通过求解适用于径向轴承的Reynolds方程,分析了轴承液膜刚度的动态特性,进而利用有限元方法分析其对轴系回旋振动的影响。研究发现液膜刚度随轴颈... 为了探究船舶艉轴承的支承刚度对推进轴系回旋振动特性的影响,本文利用流体动力润滑理论,通过求解适用于径向轴承的Reynolds方程,分析了轴承液膜刚度的动态特性,进而利用有限元方法分析其对轴系回旋振动的影响。研究发现液膜刚度随轴颈转速增大呈非线性变化,在特定转速下会发生波动。轴承设计间隙增大会导致水平方向的刚度增大,而竖直方向的刚度会先减后增。通过ANSYS有限元软件建立了船舶推进轴系模型,分析艉轴承不同设计间隙对轴系回旋振动的影响。当临界转速处于刚度出现波动的转速范围内时,发生耦合作用使固有频率产生影响,为船舶轴承设计间隙选取提供理论依据。 展开更多

关键词 流体润滑 REYNOLDS方程 轴承设计间隙 液膜刚度 轴承支承刚度 回旋振动 临界转速 振动特性

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轴系回旋振动的计算机测试系统研究 被引量：3

16

作者 何灵聪 黄次浩 +1 位作者 朱从乔 袁龙平 《海军工程大学学报》 CAS 1997年第3期104-110,共7页

在设计研制轴系回旋振动模拟小平台的基础上,开发了以计算机为中心的测试分析系统。

关键词 轴系 回旋振动 平台 测试系统

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基于有限元法的喷水推进轴系回旋振动分析 被引量：3

17

作者 马召召 周瑞平 +2 位作者 刘琪 范君浩 胡云飞 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2020年第2期143-150,共8页

[目的]基于ANSYS仿真平台建立喷水推进轴系回旋振动的完整计算方法。[方法]首先,利用ANSYS命令流建立轴系参数化有限元模型,绘制轴系特征频率随转速的变化曲线,即坎贝尔图;然后,通过计算轴系的一次和叶片次回旋临界转速,绘制临界转速下... [目的]基于ANSYS仿真平台建立喷水推进轴系回旋振动的完整计算方法。[方法]首先,利用ANSYS命令流建立轴系参数化有限元模型,绘制轴系特征频率随转速的变化曲线,即坎贝尔图;然后,通过计算轴系的一次和叶片次回旋临界转速,绘制临界转速下轴系各节点绕转轴的轨迹,即涡动轨迹图;最后,对比分析推力轴承的布置方式和各轴承的支承刚度对临界转速的影响。[结果]结果表明:喷水推进轴系叶轮轴的回旋振动位移幅值最大;当推力轴承从艉密封前端移至推进泵内部时,轴系一阶一次正回旋临界转速下降了32.8%,一阶叶片次正回旋临界转速下降了31.3%,故推力轴承的布置方式对于喷水推进轴系回旋临界转速的影响较大;随着轴承支承刚度的增加,轴系一阶共振转速和叶片次正回旋临界转速的变化幅度均不超过8%,而一次正回旋临界转速的变化幅度不超过9%,故轴承支承刚度的变化对回旋临界转速的影响处于非敏感区,这将有利于轴系的稳定运转。[结论]研究成果可为喷水推进轴系回旋振动的安全性评估提供参考。 展开更多

关键词 喷水推进轴系 回旋振动 振动分析 ANSYS命令流 坎贝尔图 涡动轨迹

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大型船舶轴系回旋振动特性的模拟计算及实测 被引量：2

18

作者 周飞云 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第4期30-33,38,共5页

船舶的大型化发展使得船体(特别是船尾)的刚度有所下降;同时,为提高推进效率而采用大规格多叶片的大型螺旋桨,导致轴系的弯曲力矩增大,推进轴系回旋振动固有频率降低并与螺旋桨在水中的激振频率接近,有引发回旋共振的可能,而船级社规范... 船舶的大型化发展使得船体(特别是船尾)的刚度有所下降;同时,为提高推进效率而采用大规格多叶片的大型螺旋桨,导致轴系的弯曲力矩增大,推进轴系回旋振动固有频率降低并与螺旋桨在水中的激振频率接近,有引发回旋共振的可能,而船级社规范没有对这类船舶的推进轴系回旋振动的计算测量作出要求。利用传递矩阵法对某大型集装箱船轴系回旋振动进行建模分析,并与实船测量结果相对比。通过对比分析发现,在主机正常转速范围内存在二次回旋共振点,因此对于一些长轴系大型船舶及特殊推进轴系船舶而言,应在主机常用转速范围内进行轴系回旋振动的测量分析,确保轴系安全、有效运转。 展开更多

关键词 回旋振动 推进轴系 固有频率 振动模型

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推进轴系回旋振动对船体尾部振动影响分析 被引量：3

19

作者 周飞云 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第3期58-63,共6页

船舶在航行过程中,螺旋桨在不均匀的伴流场中工作产生周期性的弯曲力矩作用在螺旋桨轴上,使推进轴系在螺旋桨或转轴上旋转的横向力矩作用下,旋转轴绕其静平衡曲线产生振动,从而出现回旋振动现象,而严重的轴系回旋振动引起轴承反力的动... 船舶在航行过程中,螺旋桨在不均匀的伴流场中工作产生周期性的弯曲力矩作用在螺旋桨轴上,使推进轴系在螺旋桨或转轴上旋转的横向力矩作用下,旋转轴绕其静平衡曲线产生振动,从而出现回旋振动现象,而严重的轴系回旋振动引起轴承反力的动力放大而引起船体尾部结构的振动。本文对一艘尾部结构振动严重的船舶进行了推进轴系回旋振动计算分析及实船振动测量验证,分析了推进轴系回旋振动对船体尾部结构振动影响,通过更换尾管前轴承、调整中间轴承的位置,解决了轴系回旋振动引起的船体尾部结构严重振动问题,为解决类似船体尾部振动问题分析提供参考。 展开更多

关键词 船舶结构 推进轴系 回旋振动 船体振动

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非对称方法对回旋振动稳定性的影响 被引量：1

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作者 张夏 危伟 +1 位作者 程晓茹 王迪 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第23期9850-9858,共9页

振动问题作为长期制约航空机轮领域发展的主要因素之一,严重影响着飞行起降安全,提出一种非对称的设计方法来解决飞机刹车过程中产生的回旋振动问题。该方法利用非对称的概念,将两个频率相同的摩擦耦合对称模态分离,从而改善飞机刹车振... 振动问题作为长期制约航空机轮领域发展的主要因素之一,严重影响着飞行起降安全,提出一种非对称的设计方法来解决飞机刹车过程中产生的回旋振动问题。该方法利用非对称的概念,将两个频率相同的摩擦耦合对称模态分离,从而改善飞机刹车振动稳定性。首先构建飞机刹车振动的动力学方程,其次通过对静盘进行打孔,考虑等体积和等大小的非对称孔对回旋振动的影响,使用复模态分析和瞬态动力学的方法对机轮刹车回旋振动问题进行了分析。最后用仿真模拟结果验证了该方法对减小飞机刹车振动的有效性,对实际工程设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 复模态分析 非对称模型 回旋振动 耦合模态

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