转子不对中度对中介圆柱滚子轴承动态性能影响分析

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作者 范新强 邓四二 +2 位作者 崔永存 高利霞 晏军 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1013-1023,共11页

针对转子不对中导致航空发动机双转子轴承-轴系统中介轴承失效的问题,对中介轴承性能受转子不对中度的影响规律进行了研究。首先,基于滚动轴承动力学和转子动力学理论,建立了滚动轴承-双转子系统不对中动力学模型,并采用了预估-校正Gea... 针对转子不对中导致航空发动机双转子轴承-轴系统中介轴承失效的问题,对中介轴承性能受转子不对中度的影响规律进行了研究。首先,基于滚动轴承动力学和转子动力学理论,建立了滚动轴承-双转子系统不对中动力学模型,并采用了预估-校正Gear刚性积分器(GSTIFF)变步长积分算法求解了动力学微分方程组;然后,分析了转子平行不对中度与偏角不对中度对中介轴承滚子与滚道间接触应力、保持架打滑率、质心轨迹、振动特性以及轴承寿命的影响规律;最后,通过滚动轴承-双转子系统试验台转子不对中试验,对动力学仿真结果的准确性进行了验证。研究结果表明:平行不对中度与偏角不对中度的增大均会导致滚子与滚道间接触应力增加,使保持架打滑率降低;转子不对中会影响中介轴承的稳定性,不对中度的增加会导致轴承内圈频率谐波次数及对应幅值增加,并使轴承内圈质心轨迹发生改变,使轴承寿命减小;偏角不对中对滚子与滚道间的接触应力以及轴承寿命的影响远大于平行不对中,偏角不对中度超过12′时,轴承寿命低于4000 h,为满足航空发动机轴承寿命需求,该圆柱滚子轴承偏角不对中度应小于12′。该研究为探寻转子不对中度对中介轴承动态性能的影响规律提供了进一步的理论依据。 展开更多

关键词 轴承-轴系统动力学模型 中介轴承失效 平行不对中度与偏角不对中度 振动特性 轴承疲劳寿命计算模型 Gear刚性积分器 动力学微分方程组

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基于高空台排气扩压器非平衡流动k-ωSST湍流模型系数优化

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作者 聂博文 张健平 +3 位作者 张松 但志宏 陈律江 杨豪 《机床与液压》 北大核心 2025年第2期125-133,共9页

为了准确模拟高空台排气扩压器湍流非平衡流动,采用Fluent软件分析k-ωSST湍流模型系数对扩压器出口静压模拟精度的影响,并通过响应面试验优化模型系数。结果表明:随着α_(1)的增大,模拟精度先提高后降低,达到0.341后保持不变。β^(*)... 为了准确模拟高空台排气扩压器湍流非平衡流动,采用Fluent软件分析k-ωSST湍流模型系数对扩压器出口静压模拟精度的影响,并通过响应面试验优化模型系数。结果表明:随着α_(1)的增大,模拟精度先提高后降低,达到0.341后保持不变。β^(*)的增大使模拟值逐渐接近目标值,从而提高精度;当模拟值大于目标值时,精度先降低再提高;而模拟值小于目标值时,精度急剧降低。β_(2)的增大也使得模拟值逐渐接近目标值,从而提高精度;当模拟值小于目标值,精度急剧降低。而σ_(ω2)的增大则使得模拟值迅速接近目标值,提高精度;但当模拟值小于目标值时,精度缓慢降低。模型系数α_(1)、β^(*),β_(2)、σ_(ω2)优选范围为0.2973~0.325、0.056~0.098、0.0756~0.089、0.69~1.1984。在此基础上,通过响应面试验显著性分析得到敏感性顺序为α_(1)>β_(2)>β^(*)>σ_(ω2),β^(*)与α_(1)、α_(1)和σ_(ω2)、β_(2)和β^(*)交互作用的影响显著,模型系数α_(1)、β^(*)、β_(2)、σ_(ω2)最佳组合为0.3052、0.0611、0.0826、0.853。最后通过试验验证合理性,结果表明模型系数最佳组合能较好地提高模拟计算准确性。 展开更多

关键词 k-ωSST湍流模型系数 不确定性 高空台排气扩压器 数值模拟 响应面试验

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基于改进蝴蝶算法的排气压力自抗扰控制参数优化

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作者 张丰麟 张松 +1 位作者 白克强 陈华 《机床与液压》 北大核心 2025年第18期104-111,共8页

用飞行环境模拟排气系统开展发动机过渡态试验时存在强非线性、气流扰动大和强噪声干扰。针对此问题,为了保证飞行环境模拟排气系统压力跟踪控制的精度,对蝴蝶优化算法进行改进,利用改进的BOA对自抗扰控制器(ADRC)的参数进行整定,提出... 用飞行环境模拟排气系统开展发动机过渡态试验时存在强非线性、气流扰动大和强噪声干扰。针对此问题,为了保证飞行环境模拟排气系统压力跟踪控制的精度,对蝴蝶优化算法进行改进,利用改进的BOA对自抗扰控制器(ADRC)的参数进行整定,提出一种改进BOA-ADRC方法。引入惯性权重系数,其值可根据蝴蝶香味浓度动态调整,使蝴蝶根据距离最优解的远近来动态调整搜索步长,以提高算法的自适应能力;并将算法中的幂指数系数由固定值调整为非线性递增,以此平衡算法全局和局部搜索能力。将改进BOA-ADRC算法与PID控制算法、线性ADRC以及BOA算法在无噪声以及强噪声环境下的仿真结果进行对比,以验证所提方法的可行性。结果表明:在无噪声环境下,改进BOA-ADRC算法的最大误差和平均误差在4种方法中最小,分别为0.64 kPa和0.071 kPa,具有收敛速度快、跟踪误差小等优势,即使在强噪声环境下,也可有效提升系统的稳定性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 排气压力 改进蝴蝶算法 自抗扰控制 参数优化

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基于多Agent的柔性作业车间动态调度方法研究 被引量：3

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作者 杨博见 杜丽 郭景仁 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第6期99-107,共9页

为提高调度策略对工件到达密度变化的适应能力,对柔性作业车间内的动态调度方法进行了研究。首先根据调研结果以及Agent建模方法构建了基于多Agent系统的柔性制造动态调度系统;然后结合柔性制造背景下的复杂结构件加工特点对调度过程中... 为提高调度策略对工件到达密度变化的适应能力,对柔性作业车间内的动态调度方法进行了研究。首先根据调研结果以及Agent建模方法构建了基于多Agent系统的柔性制造动态调度系统;然后结合柔性制造背景下的复杂结构件加工特点对调度过程中任务分解、机床选择、任务分配3个步骤的运行机制进行了改进,形成了基于工序块的任务分解机制、基于加工精度的机床选择机制以及基于调度规则的动态时间窗调度方法;最后通过试验验证了该动态调度方法在工件到达密度变化场景下的可行性,对当前实际的柔性作业车间生产活动具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 多AGENT系统 柔性作业车间 动态调度 动态时间窗 规则调度方法

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弹性环式挤压油膜阻尼器一体化圆柱滚子轴承保持架振动特性分析 被引量：2

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作者 王树涵 杨海生 +3 位作者 唐瑞 罗斌 杨小民 邓四二 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期302-314,共13页

航空发动机主轴中滚动轴承为了降低系统振动经常与弹性环式挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper, ERSFD)联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,采用变步长积分算法建立圆柱滚子轴承与ERSFD耦合的动力学分... 航空发动机主轴中滚动轴承为了降低系统振动经常与弹性环式挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper, ERSFD)联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,采用变步长积分算法建立圆柱滚子轴承与ERSFD耦合的动力学分析模型,对外圈带ERSFD的圆柱滚子轴承保持架振动特性和打滑率进行研究。研究结果表明:与未装配ERSFD的圆柱滚子轴承相比,ERSFD可以提高圆柱滚子轴承保持架的稳定性。过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。径向载荷与转速对带弹性环的圆柱滚子轴承保持架稳定性影响显著,保持架涡动频率的谐波次数随着径向载荷的增加而减少,其对应的幅值也减小;保持架涡动频率的谐波次数随着转速的增加而增加,其对应幅值也增加。 展开更多

关键词 圆柱滚子轴承 弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD) 轴承动力学 保持架振动特性 保持架打滑率

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非稳态工况下外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架动态特性 被引量：1

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作者 王树涵 杨海生 +2 位作者 晏军 高利霞 邓四二 《轴承》 北大核心 2024年第1期62-70,共9页

为降低航空发动机主轴传动系统的振动,通常将弹性环、挤压油膜阻尼器与圆柱滚子轴承联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,建立了外圈带有弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的圆柱滚子轴承动力学分析模型,采用GSTIFF预估-... 为降低航空发动机主轴传动系统的振动,通常将弹性环、挤压油膜阻尼器与圆柱滚子轴承联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,建立了外圈带有弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的圆柱滚子轴承动力学分析模型,采用GSTIFF预估-校正变步长积分法对动力学微分方程组进行求解,分析转速、冲击载荷以及弹性环结构参数(凸台宽度、凸台数量)对外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架动态特性的影响,结果表明:外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架稳定性高于普通圆柱滚子轴承;转速和冲击载荷对保持架动态特性影响较大,保持架打滑率随着转速的增大而增大,随着轴承所受冲击载荷的增大而减小;过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。 展开更多

关键词 滚动轴承 圆柱滚子轴承 航空发动机 挤压油膜阻尼器 转速 冲击载荷 保持架 动态特性

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热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承热特性 被引量：4

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作者 唐瑞 曹赛赛 +2 位作者 高利霞 李贵林 邓四二 《轴承》 北大核心 2024年第4期7-17,共11页

针对航空发动机高速重载双半内圈角接触球轴承运行中生热问题,基于滚动轴承动力学以及传热学理论,考虑轴承热变形以及润滑油的作用,建立热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承动力学分析模型。采用预估-校正的GSTIFF变步长积分算法求解动... 针对航空发动机高速重载双半内圈角接触球轴承运行中生热问题,基于滚动轴承动力学以及传热学理论,考虑轴承热变形以及润滑油的作用,建立热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承动力学分析模型。采用预估-校正的GSTIFF变步长积分算法求解动力学方程组,分析了工况参数和结构参数对轴承热特性的影响,结果表明:考虑热力耦合的轴承动力学模型更接近试验结果;内、外圈温度受转速以及轴向力的影响较大,轴向力对内、外圈温差的影响较大;内圈沟曲率半径系数对轴承温度的影响较大,当内圈沟曲率半径系数为0.532时内、外圈温差最小,外圈沟曲率半径系数和垫片厚度对轴承温度的影响较小。 展开更多

关键词 滚动轴承 角接触球轴承 航空发动机 内圈 热特性 动力学模型 温升

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基于高空模拟试车台大口径套筒式柱塞阀流动特性分析 被引量：2

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作者 李浩东 张健平 +3 位作者 张松 但志宏 伍相全 王韬竣 《机床与液压》 北大核心 2024年第14期187-194,共8页

为了准确描述大口径套筒式柱塞阀内速度、压力和流阻系数的变化规律,通过Fluent软件模拟开度、压比对套筒式柱塞阀流动特性的影响。结果表明:阀内速度和压力都沿着阀芯轴线对称分布,当开度增加时,轴向射流汇集区速度增大,出口速度随之增... 为了准确描述大口径套筒式柱塞阀内速度、压力和流阻系数的变化规律,通过Fluent软件模拟开度、压比对套筒式柱塞阀流动特性的影响。结果表明:阀内速度和压力都沿着阀芯轴线对称分布,当开度增加时,轴向射流汇集区速度增大,出口速度随之增大,速度均匀性降低,节流窗口处气流压力减小,轴向压力趋于均匀,流阻系数随开度增加先迅速减小后趋于稳定;当压比增大时,进口速度先保持不变而后不断减小,存在临界压比,速度和压力逐渐趋于均匀,压比越大流阻系数下降越显著。 展开更多

关键词 大口径套筒式柱塞阀 流动特性 开度 压比

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复杂流场中五孔探针测点加密方法分析

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作者 郭涛 许元 +2 位作者 张京 谢金伟 刘存良 《火箭推进》 CAS 2023年第3期48-55,共8页

针对五孔探针在测量复杂流场时,因测点数目有限而导致的部分流场信息丢失这一问题,研究了利用已测信息进行测点的二次加密布置,获得更为详细的流场信息的方法,并在叶栅流场中进行了数值模拟验证。结果表明:针对流动特征合理地选择判断参... 针对五孔探针在测量复杂流场时,因测点数目有限而导致的部分流场信息丢失这一问题,研究了利用已测信息进行测点的二次加密布置,获得更为详细的流场信息的方法,并在叶栅流场中进行了数值模拟验证。结果表明:针对流动特征合理地选择判断参数,可以获得较好的加密预判。涡系影响区可以采用气流角变化作为判断参数,叶栅出口可以采用速度变化作为判断参数;以判断参数的一阶差分为基础的探针测点加密算法,对流场中的速度剧烈变化区域及涡系影响区进行测点加密布置,可以有效避免流动信息丢失,从而获得更加完整的流场信息。 展开更多

关键词 复杂流场 五孔探针 测点加密方法 数值模拟

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方孔平板结构工作变形的激光连续扫描测量方法 被引量：1

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作者 张磊 臧朝平 +1 位作者 王琦 陈香 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期172-179,共8页

提出了一种基于匀速方波路径的激光连续扫描多普勒测试方法,以实现含任意矩形缺孔的平板结构工作变形的测量。结合对测试精度与时间的需求,选择合适的线分辨率和方波分辨率,规划得到首尾相连且覆盖结构表面的方波路径;控制激光沿着扫描... 提出了一种基于匀速方波路径的激光连续扫描多普勒测试方法,以实现含任意矩形缺孔的平板结构工作变形的测量。结合对测试精度与时间的需求,选择合适的线分辨率和方波分辨率,规划得到首尾相连且覆盖结构表面的方波路径;控制激光沿着扫描路径进行匀速的多周期连续扫描并采集时域信号,对时域信号进行延迟优化等处理即可得到结构的工作变形;以带有两个任意矩形缺孔的平板结构为例进行了方波路径下激光连续扫描测试试验,并将其结果与SLDV结果和仿真计算结果进行对比,MAC值均大于0.95,验证了该方法的有效性。该方法可实现含有任意矩形孔的平板结构的连续扫描激光振动测试,不仅具有高效率、测点密集等优点,而且可以根据需求对局部分辨率进行调整,对进一步提高其工程应用范围,具有重要作用。 展开更多

关键词 矩形缺孔 匀速连续扫描 激光多普勒 方波路径

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大口径轮盘式特种调节阀流动特性分析 被引量：1

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作者 赵彦宾 张健平 +3 位作者 张松 但志宏 王曦 邓尧 《机床与液压》 北大核心 2023年第14期188-194,共7页

大口径轮盘式特种调节阀(简称特种阀)是高空试验台保证进气系统温度和压力及时达到发动机飞行环境所对应温度和压力的主要调节阀之一。为了提高特种阀流量系数控制模型的精度,基于Fluent软件模拟研究特种阀的内部流动特性,探索分析了9... 大口径轮盘式特种调节阀(简称特种阀)是高空试验台保证进气系统温度和压力及时达到发动机飞行环境所对应温度和压力的主要调节阀之一。为了提高特种阀流量系数控制模型的精度,基于Fluent软件模拟研究特种阀的内部流动特性,探索分析了9个开度(10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°(全开))和9个压比(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9)对特种阀内部速度和压力的影响规律。结果表明:特种阀内速度和压力沿无级调节盘呈对称分布,气流速度随着开度的增大而逐渐增加,在阀前压力为200 kPa、压比为0.1时,开度为90°的进口速度为72.92 m/s,约为开度10°的9倍;在开度不变时,进口速度随着压比增大先不变后减小,存在临界压比;开度为10°~50°时临界压比约为0.5,开度在60°~90°范围内临界压比约为0.6;特种阀的流阻系数随着开度和压比的增大而减小,开度为10°~40°时,流阻系数下降速度最显著,其中开度从10°增大到30°时,流阻系数下降了88%。 展开更多

关键词 大口径 轮盘式特种阀 流动特性 开度 压比 数值模拟

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大分子直链烷烃O_(2)QOOH异构化反应速率规则优化与验证

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作者 曹军 张鑫 +7 位作者 洪聪结 孙五川 周雄 康玉东 康松 邓远灏 黄佐华 张英佳 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1-11,共11页

为了探究大分子直链烷烃模型低温反应类速率规则的有效性,对现有模型及O_(2)QOOH异构化重要反应类进行了速率规则优化和实验验证。本文以正癸烷为研究对象,利用激波管反射激波方法测量了不同温度(650~1550 K)、不同压力(0.1 MPa、0.5 MP... 为了探究大分子直链烷烃模型低温反应类速率规则的有效性,对现有模型及O_(2)QOOH异构化重要反应类进行了速率规则优化和实验验证。本文以正癸烷为研究对象,利用激波管反射激波方法测量了不同温度(650~1550 K)、不同压力(0.1 MPa、0.5 MPa、2.0 MPa)、两种当量比(0.5和1.0)条件下的点火延迟期;结合统计学方法推导出该反应类的理论计算值,并对其构建了新速率规则。实验结果表明,0.1 MPa工况下,由于反应竞争加剧,目标燃料两个当量比的点火延迟期存在交叉点;0.5 MPa和2.0 MPa下,正癸烷点火延迟时间均出现负温度系数(NTC)行为。对比发现,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)模型和蔡黎明(CAI)模型预测偏差主要集中在NTC区域,LLNL模型预测值与实验值最大偏差达11059μs。速率分析表明,在O_(2)QOOH异构化反应类1,4-H、1,5-H以及1,7-H氢原子迁移过程中,LLNL模型使用的速率系数与速率规则限值最大差异达3.5个数量级,说明直接类比RO_(2)异构化方法获得目标异构化反应速率存在较大偏差。耦合更新速率规则后,LLNL优化模型在660~1050 K温度区间内对点火延迟期预测变快;CAI优化模型在800 K温度以下的预测略微加快,高压下模型预测值与实验值吻合较好。该研究发展的速率规则可为大分子直链烷烃低温O_(2)QOOH异构化过程的动力学描述提供新的参考。 展开更多

关键词 正癸烷 点火延迟期 激波管 O_(2)QOOH异构化 速率规则

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