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钢纤维增强树脂混凝土超精密磨床床身材料设计及综合性能优化分析

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机床与液压 2023年第16期51卷 58-66页

作者：乔雪涛李放于贺春闫存富许华威中原工学院机电学院河南郑州450007

为了探索提高机床床身综合性能的新途径,采用钢纤维增强树脂混凝土材料代替铸铁床身,通过“HORSFIELD最密堆积理论”、“贝雷法”以及排水法等理论确定钢纤维树脂混凝土组分质量分数,以优化其综合性能,并测试复合材料强度和阻尼性能参... 详细信息

为了探索提高机床床身综合性能的新途径,采用钢纤维增强树脂混凝土材料代替铸铁床身,通过“HORSFIELD最密堆积理论”、“贝雷法”以及排水法等理论确定钢纤维树脂混凝土组分质量分数,以优化其综合性能,并测试复合材料强度和阻尼性能参数。以铸铁床身为比对原型,设计了同款的钢纤维树脂混凝土床身新结构,借助于有限元软件对两种材料的床身进行了静、动态特性及轻质性分析和计算,并进行对比。结果表明:与铸铁床身相比,钢纤维树脂混凝土床身质量降低17.78%,最大整体变形和最大等效应力分别降低23%和76.83%,前6阶固有频率均有提升,在X、Y、Z三个方向最大振动幅值分别降低85.96%、68.49%、50.30%。以响应面优化方法对钢纤维树脂混凝土床身进行优化设计,与原设计方案相比,在保证床身轻量化的同时,其静、动态特性均有不同程度改善。

关键词：钢纤维树脂混凝土力学性能阻尼性能磨床床身静动态特性轻质性

基于IdeaVR技术的车床虚拟仿真实验教学的实现

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轻工科技 2022年第6期38卷 34-36,39页

作者：朱继华于贺春王进中原工学院机电学院河南郑州450007

本文基于IdeaVR技术详细讲解车床虚拟仿真实验的实现过程。在该虚拟仿真实验中,学生可以在虚拟环境中拆装机床,通过交互操纵机床,使之产生身临其境的真实体验感,有助于更好地理解机床传动原理和掌握车床的结构,提高实验教学效果。该开... 详细信息

本文基于IdeaVR技术详细讲解车床虚拟仿真实验的实现过程。在该虚拟仿真实验中,学生可以在虚拟环境中拆装机床,通过交互操纵机床,使之产生身临其境的真实体验感,有助于更好地理解机床传动原理和掌握车床的结构,提高实验教学效果。该开发过程简单易学,特别适合零编程基础的师生开发其他课程的虚拟仿真教学软件。

关键词：虚拟仿真拆装仿真运动仿真

静压气体轴承气膜力及其与转子耦合动力学特性研究

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航空动力学报 2012年第2期27卷 472-480页

作者：赵广刘盼年于贺春马文琦崔颖刘占生大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 中原工学院机电学院郑州450007 大连海事大学交通与物流工程学院辽宁大连116026 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

针对静压气体轴承,进行三维实体建模,采用供气孔区域非结构化网格和非供气孔区域结构化网格相结合的网格划分方法;采用基于有限体积法的计算流体动力学(CFD)商业软件对三维稳态可压缩气体Navier-Stokes(N-S)方程进行求解;根据计算结果,... 详细信息

针对静压气体轴承,进行三维实体建模,采用供气孔区域非结构化网格和非供气孔区域结构化网格相结合的网格划分方法;采用基于有限体积法的计算流体动力学(CFD)商业软件对三维稳态可压缩气体Navier-Stokes(N-S)方程进行求解;根据计算结果,通过数据拟合获得了考虑转子偏心和转速的静压气体轴承气膜支承力模型.基于有限元法建立了气体轴承-转子系统动力学模型,采用Newmark逐步积分法求解了系统的临界转速和不平衡响应.在此基础上进行实验测试,验证了数值仿真结果.研究结果表明:低速、小偏心下,气膜主支承力随偏心呈近似线性变化;高速、大偏心下,气膜主支承力急剧增大,气体轴承的动压效应显著增强;气膜x,y向耦合支承力随转速和偏心呈非线性变化;转子系统一、二阶临界转速对当前结构刚度变化比较敏感,而三阶临界转速对此不敏感.因此,气体轴承气膜支承力的非线性特性及其与转子耦合动力学特性较为复杂,在对气体轴承进行结构设计时,应充分考虑其与转子的耦合,合理设计工作转速范围.

关键词：气体轴承转子气膜力气膜刚度动力学特性

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锭尖表面涂层对高速锭子振动特性的影响研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第3期36卷 295-300页

作者：王进张博于贺春张国庆王文博王汉斌殷晓龙中原工学院机电学院郑州450007

锭子高速运转时,锭尖表面微观形貌的不规整及润滑状态欠佳都会导致振动幅度过大,进而引起锭子失稳和磨损失效。以YD4211FA型高速锭子为研究对象,利用多功能锭子检测试验台,研究锭尖表面涂层及润滑状态对其振动特性的影响规律。结果表明... 详细信息

锭子高速运转时,锭尖表面微观形貌的不规整及润滑状态欠佳都会导致振动幅度过大,进而引起锭子失稳和磨损失效。以YD4211FA型高速锭子为研究对象,利用多功能锭子检测试验台,研究锭尖表面涂层及润滑状态对其振动特性的影响规律。结果表明:自润滑涂层的添加使锭尖表面由原来不规则沟壑结构变为纵向规律性排布,摩擦因数及黏连系数减小,约束轴承润滑更充分,流体漩涡现象削弱,振动特性显著提升;且采用2 mL锭子油润滑的锭子相较于4 mL的具有更小的振幅及更优异的稳定性。

关键词：自润滑涂层表面微观结构振动特性流体漩涡

畜禽粪污高温快速无害化处理设备加热系统优化设计

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中国农机化学报 2023年第10期44卷 58-64页

作者：于贺春赵奕翔王文博候小飞王进刘红恩中原工学院机电学院郑州市450007 河南优和益牧生物科技有限公司郑州市450040 河南农业大学资源与环境学院郑州市450002

针对当前好氧发酵设备在堆肥过程中物料升温慢、处理时间偏长、病原菌杀灭不充分等问题,对畜禽粪污高温快速无害化处理设备的加热系统进行优化设计。通过传热学理论分析和流体仿真相结合的方法,利用Fluent软件对不同油路结构内的流场进... 详细信息

针对当前好氧发酵设备在堆肥过程中物料升温慢、处理时间偏长、病原菌杀灭不充分等问题,对畜禽粪污高温快速无害化处理设备的加热系统进行优化设计。通过传热学理论分析和流体仿真相结合的方法,利用Fluent软件对不同油路结构内的流场进行模拟,分析导热油流动轨迹、温度以及油路壁面温度,优化导热油路结构,并开展堆肥试验。结果表明:在仿真模拟中,通过对导热油路添加挡板,导热油流动路程增加,分布更加均匀,传热效果更好;在堆肥试验中,导热油温度保持在100℃以上且进出口温度差在8℃左右,传热效果稳定,同时也验证仿真分析的正确性;设备内物料在两小时内快速升温至50℃,且长时间保持在60℃以上,达到杀灭病原菌等堆肥所需的温度;处理后物料有机质及养分含量达到国家有机肥料标准。

关键词：畜禽粪污无害化处理加热系统堆肥试验

不同径向载荷与转速下纺纱锭杆振动机理的仿真分析与试验

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上海纺织科技 2022年第4期50卷 48-51页

作者：王进张博于贺春张国庆王文博王汉斌殷晓龙中原工学院机电学院河南郑州450007

针对锭子高速运转时径向载荷过大、转速过高导致振动幅度过大,进而引起锭子失稳和磨损失效的问题,利用有限元模态分析与试验相结合的方法,研究径向载荷与转速对YD6103E型高速锭子振动特性的影响规律,阐明不同径向载荷与转速下纺纱锭杆... 详细信息

针对锭子高速运转时径向载荷过大、转速过高导致振动幅度过大,进而引起锭子失稳和磨损失效的问题,利用有限元模态分析与试验相结合的方法,研究径向载荷与转速对YD6103E型高速锭子振动特性的影响规律,阐明不同径向载荷与转速下纺纱锭杆的振动机理。结果显示,锭子转速为5 000 r/min时达到一阶临界转速,之后振幅逐渐衰减,10 000 r/min时达到一阶动态平衡状态,转速在10 000~15 000 r/min区间振幅逐渐增大,15 000 r/min时达到极大值后呈现下降趋势。这与有限元仿真结果基本一致。转速低于15 000 r/min时,5 kg的径向载荷可使锭子具有优异的振动性能,转速高于15 000 r/min时施加0.5 kg径向载荷的锭子具有更好的动平衡状态。

关键词：锭子转速载荷振动辐度仿真分析

轴段可调节式双转子结构动力特性模拟试验台设计与优化

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航空发动机 2023年第6期49卷 135-142页

作者：李明明王东强张曦于贺春董学武姜海芹中原工学院机电学院郑州451191 郑州科技学院机械工程学院郑州450064

为了解航空发动机双转子的动力学特性,搭建了轴段可调节式双转子结构动力特性模拟试验台,其主要包括高速电机、低压转子、高压转子、模拟盘、支架、齿轮箱、基座等。采用有限元法和变换哈默斯利算法相结合的联合仿真方法,对试验台进行... 详细信息

为了解航空发动机双转子的动力学特性,搭建了轴段可调节式双转子结构动力特性模拟试验台,其主要包括高速电机、低压转子、高压转子、模拟盘、支架、齿轮箱、基座等。采用有限元法和变换哈默斯利算法相结合的联合仿真方法,对试验台进行了临界转速的计算及优化;计算了双转子系统的稳态不平衡响应,分析了临界转速变化对转子系统振动特性的影响。结果表明:优化后试验台前4阶临界转速与原型机实测临界转速的误差在5%以内,试验台能较好的模拟原型机动力学特性;优化后各轴承处最大响应幅值中的最大值明显减小,试验台具有良好的振动特性。

关键词：轴段可调节双转子动力学特性试验台变换哈默斯利算法临界转速不平衡响应航空发动机

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纺纱锭子结构参数对其振动性能的影响研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第11期36卷 303-311页

作者：王进石艳青于贺春张素香曹秀成王仁宗张国庆中原工学院机电学院郑州450007 河南二纺机股份有限公司河南信阳464000 东华大学上海201620

为进一步提高纺纱锭子的转速及纺纱效率,通过仿真分析和实验的方法,研究了锭子的上轴承挡直径、下轴承挡直径、支撑距和锭带挡直径等结构参数对锭子临界转速和锭端振幅的影响。结果表明:上轴承挡直径减小,锭子的临界转速先减小后增大;... 详细信息

为进一步提高纺纱锭子的转速及纺纱效率,通过仿真分析和实验的方法,研究了锭子的上轴承挡直径、下轴承挡直径、支撑距和锭带挡直径等结构参数对锭子临界转速和锭端振幅的影响。结果表明:上轴承挡直径减小,锭子的临界转速先减小后增大;锭端振幅随着上轴承挡直径减小而振荡增加,随下轴承挡直径减小而直接减小,随锭带挡直径减小在一定范围内波动,随支撑距减小呈现先减小后增加的变化趋势;减小上、下轴承挡直径、支撑距和锭带挡直径后,锭子转速提高约5.5%,且锭端振幅略有减小;临界转速和锭端振幅的仿真结果与实验结果基本一致,验证了仿真模型及参数设置的正确性。结果可为锭子的优化设计提供理论参考。

关键词：纺纱锭子结构参数仿真分析临界转速振幅

微孔节流气体静压止推轴承跨缝过程时变特性研究

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机床与液压 2023年第11期51卷 109-114页

作者：于贺春寇新俊王文博张国庆王进张素香殷晓龙中原工学院机电学院河南郑州450007

目前,大型气浮平台均采用花岗岩平台拼接而成,平台拼缝会对实验效果产生一定影响。针对上述问题,以微孔节流气体静压轴承运动中经过平台拼缝时的时变特性为研究对象,建立微孔节流止推轴承物理模型,并使用CFD软件与UDF相结合的动网格技... 详细信息

目前,大型气浮平台均采用花岗岩平台拼接而成,平台拼缝会对实验效果产生一定影响。针对上述问题,以微孔节流气体静压轴承运动中经过平台拼缝时的时变特性为研究对象,建立微孔节流止推轴承物理模型,并使用CFD软件与UDF相结合的动网格技术实现轴承跨越平台拼缝的动态过程仿真,研究不同气膜厚度、进气口压力、平台拼缝位置对轴承承载力和压力分布的影响。结果表明:当平台拼缝到达微孔分布圆附近时承载力急速下降,且平台拼缝到达轴承中心时承载力下降到最小值;随着气膜厚度的增加,轴承承载力的最大损失比例随之增加,并最终稳定到0.6;平台拼缝位于供气孔分布圆之外时,轴承边缘与平台拼缝之间的承载面将失效;通过增加进气口压力,轴承承载力整体有明显提升,但承载力损失速度也明显加快。

关键词：气体静压轴承时变特性微孔节流气浮平台承载力