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盘-鼓-轴耦合结构振动的有限元模型及实验验证
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作者 张宏生 徐昆鹏 +1 位作者 孙伟 刘晓峰 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期923-931,共9页
盘-鼓-轴耦合结构作为航空发动机的一类核心部件结构,其振动特性严重影响着航空发动机的性能。针对结构差异较大的盘、鼓、轴结构,首先基于一阶剪切理论推导了适用于盘、鼓、轴结构的刚度矩阵与质量矩阵的有限元通用表达式;其次,为了准... 盘-鼓-轴耦合结构作为航空发动机的一类核心部件结构,其振动特性严重影响着航空发动机的性能。针对结构差异较大的盘、鼓、轴结构,首先基于一阶剪切理论推导了适用于盘、鼓、轴结构的刚度矩阵与质量矩阵的有限元通用表达式;其次,为了准确模拟耦合连接效应和整体结构的边界条件,构造了一种八自由度弹簧单元;第三,将盘、鼓、轴各个结构的刚度矩阵和质量矩阵与所构造的各位置的弹簧单元矩阵按照顺序分别组集到盘-鼓-轴耦合结构总刚度矩阵和总质量矩阵,从而建立盘-鼓-轴耦合结构的力学模型;最后,将有限元模型仿真结果与实验测试结果进行了对比,验证了建模方法的有效性。研究结果表明:有限元模型与实验测试的前7阶固有频率最大相对误差为2.854%,最小相对误差为0.408%,平均相对误差为1.581%;有限元模型仿真振型与实验测试振型吻合度较高,验证了本文提出的建模方法的有效性。 展开更多
关键词 一阶剪切理论 盘-鼓-轴耦合结构 有限元法 固有特性 模态测试
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多层波纹管解析建模及其振动特性分析
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作者 宋林红 石宝龙 +2 位作者 罗忠 马志承 李秋 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期78-86,共9页
针对多层波纹管的振动行为预测不精确问题,将波纹管简化为均质梁,建立其轴向固有频率预测的解析模型,考虑了三种边界情况。随后,通过有限元仿真对不同层数波纹管开展模态仿真,与所建模型的预测结果从多个角度详细对比,验证了所建模型的... 针对多层波纹管的振动行为预测不精确问题,将波纹管简化为均质梁,建立其轴向固有频率预测的解析模型,考虑了三种边界情况。随后,通过有限元仿真对不同层数波纹管开展模态仿真,与所建模型的预测结果从多个角度详细对比,验证了所建模型的准确性。最后,进行了轴向固有频率的参数敏感性分析。研究表明:解析模型与有限元仿真的预测结果相当吻合;两种方法的预测误差随层数的增加而扩大,这是因为层间界面累积和结网格质量不足导致仿真结果偏大;波纹管固有频率随波纹层数的增加而变大,波纹管波数、单层厚度的递增都会使固有频率呈非线性规律降低,而随着环板高度增加,频率曲线出现凸起。研究结果为多层波纹管的动态特性预测提供必要的参考。 展开更多
关键词 多层波纹管 轴向固有频率 解析模型 有限元验证
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考虑关节间隙的可调矢量喷管动力学特性
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作者 罗忠 赵江 +1 位作者 许春阳 曹航 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期61-67,75,共8页
针对航空发动机可调矢量喷管机构运动稳定性差的问题,开展了间隙对其动力学特性影响的研究.首先,采用第一类Lagrange方程建立可调矢量喷管单链机构动力学模型,得到单链机构驱动力变化曲线.然后采用Lankarani-Nikravesh接触力模型和修正... 针对航空发动机可调矢量喷管机构运动稳定性差的问题,开展了间隙对其动力学特性影响的研究.首先,采用第一类Lagrange方程建立可调矢量喷管单链机构动力学模型,得到单链机构驱动力变化曲线.然后采用Lankarani-Nikravesh接触力模型和修正的Coulomb摩擦模型建立运动副间隙模型,并利用函数在动力学仿真软件中构建间隙模型.最后基于虚拟样机技术建立含关节间隙的单链机构动力学模型,仿真分析了间隙位置、间隙尺寸对可调矢量喷管机构动力学特性的影响.结果表明,间隙与气动力的力臂越大,系统动力学特性波动越显著,小间隙范围内关节间隙尺寸增大时,可调矢量喷管机构动力学特性的波动幅值先减小后增大,当三角拉杆与转向控制环之间的间隙为0.3 mm时,系统动力学最稳定. 展开更多
关键词 航空发动机 可调矢量喷管 动力学建模 关节间隙 动力学特性
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考虑螺栓力学特性的两级机匣连接结构有限元建模及振动分析
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作者 李浩 孙伟 +1 位作者 徐昆鹏 刘宏浩 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期501-513,共13页
航空发动机的各级机匣通过螺栓法兰连在一起形成完整的机匣连接结构,法兰边上的螺栓结合部力学参数对机匣结构的动力学特性产生明显的影响,只有对机匣连接结构进行动力学建模并进行合理的设计才能保证其具有优越的动力学性能。以两级机... 航空发动机的各级机匣通过螺栓法兰连在一起形成完整的机匣连接结构,法兰边上的螺栓结合部力学参数对机匣结构的动力学特性产生明显的影响,只有对机匣连接结构进行动力学建模并进行合理的设计才能保证其具有优越的动力学性能。以两级机匣连接结构模拟件为对象,在考虑螺栓力学特性的基础上,提出采用ANSYS软件对其进行有限元建模的方法。两级机匣连接结构有限元建模主要包括机匣内、外壳的模拟、静子叶片的模拟以及法兰边上螺栓结合部的模拟。分别采用实体单元、刚性耦合的梁单元、弹簧单元、虚拟材料4种方式模拟机匣法兰边上螺栓结合部并给出其引入机匣连接结构的方式。采用实例研究验证模型的合理性。首先,用机匣1有限元模型求解固有频率及模态振型,并结合试验采用反推辨识法获得模拟边界条件的弹簧单元参数;其次,用包含不同螺栓结合部模型的两级机匣连接结构有限元模型求解固有频率及模态振型,并用试验验证其合理性。从计算精度、耗时、建模复杂程度三方面对比两级机匣连接处4种螺栓结合部模拟方法的优缺点。研究结果表明:采用刚性耦合的梁单元模拟螺栓结合部的计算精度与实体单元的计算精度最相近,计算时间减少了44.5%,可在实际机匣连接结构有限元建模时优先选用。 展开更多
关键词 两级机匣 连接结构 螺栓结合部 有限元建模 振动分析
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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
5
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。 展开更多
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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含局部故障的滚动轴承动力学建模及振动分析 被引量:22
6
作者 马辉 李鸿飞 +1 位作者 俞昆 曾劲 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期343-348,共6页
基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了健康圆柱滚子轴承的二维显式有限元模型,并从轴承运动学的角度验证了本文所建有限元模型的有效性.在健康圆柱滚子轴承模型中引入利用圆周矩形模拟的内、外滚道局部剥落故障,建立含局部剥落故障的圆柱滚子轴... 基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了健康圆柱滚子轴承的二维显式有限元模型,并从轴承运动学的角度验证了本文所建有限元模型的有效性.在健康圆柱滚子轴承模型中引入利用圆周矩形模拟的内、外滚道局部剥落故障,建立含局部剥落故障的圆柱滚子轴承有限元模型,分析了故障区边缘单元的等效应力和滚子滚过内外圈局部缺陷的过程.将仿真结果与实验测试结果对比分析,证明了本文所建立的含局部剥落故障的圆柱滚子轴承有限元模型的正确性.在此基础上,研究了局部故障区域平滑程度对滚动轴承振动特性的影响,故障区域越平滑,振动响应越小.研究结果可为滚动轴承故障诊断提供一定参考. 展开更多
关键词 滚动轴承 局部故障 显式有限元 动力学 振动
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转子系统动力学仿真平台设计与实验验证 被引量:2
7
作者 罗忠 吴东泽 +1 位作者 李雷 葛长闯 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期375-381,共7页
转子系统动力学仿真中模型建立、支承设置、网格划分、约束设置等操作导致计算分析效率低,且操作繁琐易导致设置遗漏或误触.针对此问题,提出一种转子系统动力学仿真平台,实现了转子系统参数化建模与自动化仿真,提升了转子系统的仿真效率... 转子系统动力学仿真中模型建立、支承设置、网格划分、约束设置等操作导致计算分析效率低,且操作繁琐易导致设置遗漏或误触.针对此问题,提出一种转子系统动力学仿真平台,实现了转子系统参数化建模与自动化仿真,提升了转子系统的仿真效率.首先,采用ACT(application customization toolkit),Python和XML联合设计的方法,对参数化建模模块和动力学仿真模块进行界面、功能、数据传递的设计.然后,在仿真实例中详细展示了此平台的工作流程、具体功能和仿真结果.最后,通过现有转子实验台对仿真平台进行实验验证,结果表明,仿真和实验的误差较小,证明了仿真平台的可行性和有效性. 展开更多
关键词 转子系统 动力学仿真平台 参数化建模 自动化仿真 ACT
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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
8
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。 展开更多
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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航空薄壁件压铆质量控制研究 被引量:2
9
作者 郝博 王明阳 王建新 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第6期90-95,100,共7页
针对航空薄壁件压铆质量差、误差累积等问题,提出航空薄壁件压铆质量控制模式。基于工程计算法建立压铆力-压铆质量理论模型,并用ABAQUS软件和伺服压铆机分别对直径4 mm的平锥头铆钉进行数值模拟和压铆实验,结果表明镦头尺寸理论值与模... 针对航空薄壁件压铆质量差、误差累积等问题,提出航空薄壁件压铆质量控制模式。基于工程计算法建立压铆力-压铆质量理论模型,并用ABAQUS软件和伺服压铆机分别对直径4 mm的平锥头铆钉进行数值模拟和压铆实验,结果表明镦头尺寸理论值与模拟值和实验值相对误差均小于5%。构建物理车间、虚拟车间、数据服务平台协同作业的工作模式,在压铆力数据实时采集的基础上,利用压铆力-压铆质量理论模型、质量离差算法实现压铆力实时监测,进而控制压铆质量。最后,以某型号机翼的蒙皮和长桁压铆连接为例进行实例验证,验证了该控制模式的有效性,可为薄壁件压铆质量控制提供新技术途径。 展开更多
关键词 数字孪生 薄壁件 数值模拟 理论计算 压铆质量控制
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考虑铣削表面形貌的工艺参数可靠性优化 被引量:1
10
作者 黄贤振 王旭 +1 位作者 丁鹏飞 姜智元 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期80-87,共8页
针对球头铣削过程进行研究,旨在完成铣削工艺参数的可靠性优化.首先,根据球头铣刀切削刃运动轨迹,利用Z映射(Z-MAP)算法对加工形成的表面形貌进行仿真,引入表面粗糙度(Ra)衡量加工后的表面质量,通过表面形貌分析实验验证表面形貌仿真模... 针对球头铣削过程进行研究,旨在完成铣削工艺参数的可靠性优化.首先,根据球头铣刀切削刃运动轨迹,利用Z映射(Z-MAP)算法对加工形成的表面形貌进行仿真,引入表面粗糙度(Ra)衡量加工后的表面质量,通过表面形貌分析实验验证表面形貌仿真模型的准确性;然后,考虑到铣削过程中加工表面质量、刀具使用寿命以及工艺参数不确定性的实际约束条件,建立以主轴转速、刀具进给速度、轴向切深、径向切深为优化变量,以材料去除率(Q)的最大化为优化目标的工艺参数可靠性优化模型;最后,基于灰狼优化算法对优化模型进行求解以获得最优工艺参数,并通过铣削实验验证优化结果的可行性. 展开更多
关键词 球头铣刀 Z-MAP算法 表面形貌 表面粗糙度 灰狼优化算法 可靠性优化
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数控机床回转工作台可靠性优化
11
作者 黄贤振 马明斐 +1 位作者 姜智元 邱开慧 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期87-94,共8页
为了保证回转工作台刚度的同时尽可能地降低质量,并提高其可靠性,提出了一种回转工作台可靠性优化方法 .该方法考虑了回转工作台内部结构之间装配关系的不变性,并引入了随机不确定性因素.通过灵敏度分析确定对回转工作台性能影响较大的... 为了保证回转工作台刚度的同时尽可能地降低质量,并提高其可靠性,提出了一种回转工作台可靠性优化方法 .该方法考虑了回转工作台内部结构之间装配关系的不变性,并引入了随机不确定性因素.通过灵敏度分析确定对回转工作台性能影响较大的尺寸参数,并进行优化.与传统优化方法不同,本文采用Kriging代理模型代替耗时的有限元分析.此外,在优化过程中引入了一种高效的元启发式算法来求解所提出的可靠性优化问题.随后,研究了各种参数配置对回转工作台变形可靠性的影响.最后,通过实例验证了所提优化方法的有效性和鲁棒性. 展开更多
关键词 机床回转工作台 刚度 Kriging代理模型 可靠性评估 可靠性优化
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含有分层损伤的薄壁碳纤维管件损伤性能分析
12
作者 罗忠 孙新宇 +1 位作者 于冰 张承双 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期80-86,共7页
以卫星天线支撑结构中的薄壁碳纤维管作为研究对象,针对管在运输、装配等过程中容易发生低能冲击产生的不可见的分层损伤,研究含有损伤的薄壁碳纤维管的抗损伤性能.采用ABAQUS实体单元建立了含有分层损伤的薄壁碳纤维管的有限元模型,通... 以卫星天线支撑结构中的薄壁碳纤维管作为研究对象,针对管在运输、装配等过程中容易发生低能冲击产生的不可见的分层损伤,研究含有损伤的薄壁碳纤维管的抗损伤性能.采用ABAQUS实体单元建立了含有分层损伤的薄壁碳纤维管的有限元模型,通过低能横向冲击实验对有限元模型进行了验证.考虑管的实际工况,研究纤维取向和分层位置对管的抗压缩性能的影响,以及分层损伤对二次横向冲击的影响.结果表明,纤维取向越接近轴向,分层损伤对管的抗压缩性能的影响越小.只有在损伤位置处,管的抗横向冲击损伤性能才会下降. 展开更多
关键词 薄壁碳纤维管 分层损伤 轴向压缩 纤维取向 横向冲击
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滚动轴承振动信号处理方法综述 被引量:60
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作者 胡智勇 胡杰鑫 +2 位作者 谢里阳 佟安时 张啸尘 《中国工程机械学报》 北大核心 2016年第6期-,共7页
针对轴承振动信号处理的各种方法进行了全面综述,研究了轴承振动信号处理的时域分析法和频域分析法,指出时域参数的具体用法和适用范围,以及各种频域分析方法的优缺点;阐述了时频分析方法,该方法克服了时域与频域分析不能反映信号局部... 针对轴承振动信号处理的各种方法进行了全面综述,研究了轴承振动信号处理的时域分析法和频域分析法,指出时域参数的具体用法和适用范围,以及各种频域分析方法的优缺点;阐述了时频分析方法,该方法克服了时域与频域分析不能反映信号局部特征的缺陷,且对非平稳的故障信号有较强的处理能力;介绍了一些特殊的分析方法,对一些具体的轴承振动信号问题有较好的处理效果.分析现有的轴承振动信号处理方法,表明各种分析方法取长补短综合运用以及新技术、新理论的应用,将会是轴承振动信号处理方法未来的发展方向. 展开更多
关键词 滚动轴承 信号处理 振动 时域分析 频域分析
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多级非等间距排列电磁线圈驱动下鸟体发射性能预测
14
作者 孙国伟 李晖 +3 位作者 陈竹兵 冯凯 崔宏博 弯港 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第5期15-20,共6页
基于多级电磁线圈炮在鸟撞航空发动机叶片领域发射鸟体的工程应用,开展了多级非等间距排列电磁线圈驱动下鸟体发射性能预测研究。利用Maxwell软件建立了多级非等间距排列电磁线圈驱动下鸟体发射系统的分析模型,在采用Optimetrics模块计... 基于多级电磁线圈炮在鸟撞航空发动机叶片领域发射鸟体的工程应用,开展了多级非等间距排列电磁线圈驱动下鸟体发射性能预测研究。利用Maxwell软件建立了多级非等间距排列电磁线圈驱动下鸟体发射系统的分析模型,在采用Optimetrics模块计算各级线圈中鸟体的最佳触发放电位置后,基于数值计算软件确定了鸟体发射时各级线圈中同步触发控制电路的最佳触发放电时间,最终实现多级非等间距排列电磁线圈驱动下鸟体发射性能预测。研究发现,相较于之前的文献研究结果,该模型在发射位移和速度曲线的计算偏差分别不超过6.1%和11.7%,由此证明了该模型有着较好的预测精度。创建的模型与相关分析结论可为多级电磁线圈驱动下鸟体发射性能预测与性能提升,提供有力的模型工具和技术支持。 展开更多
关键词 多级电磁线圈 鸟体 发射性能 非等间距排列 参数预测
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VSV调节机构运动精度可靠度计算及误差分析
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作者 杨奕凤 王艺 +2 位作者 刘傲宇 李佳 谢里阳 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2070-2080,共11页
以某航空发动机可调静子叶片(VSV)调节机构为研究对象,建立了含运动副间隙的运动学模型。考虑到驱动误差、尺寸误差和装配间隙等因素的随机性,建立了考虑各静子叶片运动精度失效相关的VSV调节机构运动精度可靠性模型。引入BP神经网络(BP... 以某航空发动机可调静子叶片(VSV)调节机构为研究对象,建立了含运动副间隙的运动学模型。考虑到驱动误差、尺寸误差和装配间隙等因素的随机性,建立了考虑各静子叶片运动精度失效相关的VSV调节机构运动精度可靠性模型。引入BP神经网络(BPNN)代理模型,采用Monte Carlo方法计算了机构的可靠度,给出了可靠度随静子叶片数量和失效阈值的变化规律。通过与单元失效独立假设的系统模型和完全相关系统模型进行对比,验证了考虑失效相关性的机构运动精度可靠性模型的合理性。提出了一种估算代理模型误差造成的复杂系统可靠度误差的方法,并证明了该VSV调节机构的可靠度计算结果是准确可信的。 展开更多
关键词 可调静子叶片调节机构 失效相关性 BP神经网络 可靠度 误差分析
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涂敷硬涂层的整体叶盘振动特性与阻尼解析分析 被引量:7
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作者 高峰 孙伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期1-7,14,共8页
为了解决干摩擦阻尼黏弹在整体叶盘减振实施困难的问题,提出一种对叶片涂敷硬涂层的阻尼减振方法并进行了验证。创建了涂敷硬涂层的整体叶盘复合结构连续参数模型;基于Oberst梁和复模量理论推导了涂敷硬涂层的叶片的等效参数表达式,并... 为了解决干摩擦阻尼黏弹在整体叶盘减振实施困难的问题,提出一种对叶片涂敷硬涂层的阻尼减振方法并进行了验证。创建了涂敷硬涂层的整体叶盘复合结构连续参数模型;基于Oberst梁和复模量理论推导了涂敷硬涂层的叶片的等效参数表达式,并利用里兹法求解了复合结构的固有特性;以叶片单面涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的整体叶盘为研究实例进行数值计算,并与实验数据进行比较,同时研究了硬涂层对整体叶盘固有特性的影响,尤其是硬涂层厚度与面积对整体叶盘阻尼能力的影响。研究结果表明,NiCoCrAlY+YSZ硬涂层对固有频率有微小影响,变化范围在3%左右,但对模态损耗因子有着显著影响,大约增加了6倍,整体叶盘的共振响应受到明显抑制。 展开更多
关键词 整体叶盘 硬涂层 复合结构 振动特性 涂层参数 阻尼能力
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基于相消干涉三明治声学超表面的广角声波调控
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作者 白晓天 李海灵 +2 位作者 石怀涛 何凤霞 罗忠 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期267-274,共8页
三明治声学超表面(sandwich acoustic metasurface,SAM)以准确高效的声波调控能力在各种工程领域具有广泛的应用,但在实际应用中存在入射角度调控范围有限、调控频带范围窄等问题,影响实际使用效果。针对这一问题,设计了一种由两个相同... 三明治声学超表面(sandwich acoustic metasurface,SAM)以准确高效的声波调控能力在各种工程领域具有广泛的应用,但在实际应用中存在入射角度调控范围有限、调控频带范围窄等问题,影响实际使用效果。针对这一问题,设计了一种由两个相同的相移表面(gradient metasurfaces,GM)并联组成的相消干涉SAM,通过调整GM之间空气层的高度来实现广角宽频带声波调控。对不同空气层高度下入射声波传递规律进行了计算,并采用试验手段验证所提相消干涉SAM的声波调控效果。试验结果表明,相较于同类双层非对称声传输结构,本结构对于入射角范围在-60°~60°声波能够实现良好的阻隔,且在工作频率周围具有较宽的有效调控频带,能够实现广角宽频带声波调控,试验结果与数值模拟结果吻合较好。该研究可为SAM在声波调控领域应用提供参考,在空间滤波和噪声控制方面具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 三明治声学超表面(SAM) 广角宽频隔声 相消干涉 噪声抑制
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基于有限元法的硬涂层-整体叶盘振动特性 被引量:6
18
作者 高峰 孙伟 高俊男 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期688-693,共6页
基于有限元法研究了硬涂层-整体叶盘的振动特性和硬涂层的阻尼减振性能.首先,基于能量法、复合Mindlin板理论和复模量理论建立了硬涂层-整体叶盘结构的动力学方程;其次,求解了硬涂层-整体叶盘结构的模态特性和振动响应;最后,以叶片涂敷N... 基于有限元法研究了硬涂层-整体叶盘的振动特性和硬涂层的阻尼减振性能.首先,基于能量法、复合Mindlin板理论和复模量理论建立了硬涂层-整体叶盘结构的动力学方程;其次,求解了硬涂层-整体叶盘结构的模态特性和振动响应;最后,以叶片涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的整体叶盘为实例,从理论和实验两方面校验有限元模型和硬涂层对整体叶盘的影响.结果表明,NiCoCrAlY+YSZ硬涂层对整体叶盘固有频率的影响微弱,但是有较强的阻尼增强效应,能够显著抑制振动响应. 展开更多
关键词 整体叶盘 阻尼减振 硬涂层 有限元法 动力学分析
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热振环境下纤维增强悬臂复合薄板振动响应分析与验证 被引量:7
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作者 李晖 吴怀帅 +1 位作者 张体南 闻邦椿 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期373-382,共10页
采用理论与实际相结合的方式,研究了热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的振动响应。建立了热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的理论模型,并考虑基础激励载荷的影响,利用双向梁函数法求解获得其振动响应。基于常温下测试获得的固有频率、阻... 采用理论与实际相结合的方式,研究了热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的振动响应。建立了热振环境下纤维增强悬臂复合薄板的理论模型,并考虑基础激励载荷的影响,利用双向梁函数法求解获得其振动响应。基于常温下测试获得的固有频率、阻尼比和模态振型来修正理论模型,以准确获得弹性模量、损耗因子等材料参数,并利用修正后的复合薄板理论模型来计算振动响应。搭建了热振环境下该类型复合薄板结构的振动测试系统,并以TC500碳纤维、树脂复合薄板为研究对象,进行了实际测试。测试结果表明,热振环境下悬臂复合薄板振动响应计算结果与测试结果的误差在1.4%~12.5%之间,进而验证了所提出的理论分析方法正确性。 展开更多
关键词 热振环境 纤维增强复合薄板 振动响应 基础激励
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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:6
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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。 展开更多
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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