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基于LuGre摩擦模型的定向井有杆抽油系统动态参数预测

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石油学报 2008年第6期29卷 938-941页

作者：刘柏希刘宏昭湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

针对定向井有杆抽油系统井下摩擦的非线性特征,提出了一种基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态预测方法。介绍了LuGre摩擦模型,并确定了符合工程实际的模型参数。将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行了受力分析,建立... 详细信息

针对定向井有杆抽油系统井下摩擦的非线性特征,提出了一种基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态预测方法。介绍了LuGre摩擦模型,并确定了符合工程实际的模型参数。将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行了受力分析,建立了有限元形式的杆柱系统动力学方程。结合泵载荷边界条件,利用状态空间法对系统动力学方程进行了数值求解,获得了悬点载荷随冲程变化的地面示功图。给出了基于LuGre摩擦模型的动态预测实例,并将预测结果与采用经典库仑-黏滞摩擦模型预测所得结果以及实测结果进行了对比。结果表明:LuGre摩擦模型能较好地描述抽油系统井下摩擦状况,基于LuGre摩擦模型的预测结果更接近系统真实值。

关键词： LuOre摩擦模型定向井有杆抽油系统动态参数预测非线性特征

基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态特性分析

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中国机械工程 2009年第18期20卷 2236-2240页

作者：刘柏希刘宏昭湘潭大学湘潭411105 西安理工大学西安710048

针对低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力表现出的非线性特性,采用LuGre摩擦模型来描述该系统的摩擦行为,在此基础上对该系统的动态特性进行分析。介绍了LuGre摩擦模型,并给出了符合工程应用的模型参数数值;将抽油杆柱的振动视为多级杆... 详细信息

针对低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力表现出的非线性特性,采用LuGre摩擦模型来描述该系统的摩擦行为,在此基础上对该系统的动态特性进行分析。介绍了LuGre摩擦模型,并给出了符合工程应用的模型参数数值;将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行受力分析,结合有限元和有限差分法建立了杆柱的载荷和位移递推公式,并给出了杆柱载荷和位移的边界条件以及杆柱运动的初始条件;给出了分析实例,并将分析结果与采用经典库仑摩擦模型的计算结果进行了对比。对比结果表明,LuGre摩擦模型能较好地反映低速换向时定向井有杆抽油系统摩擦力的非线性特性,基于LuGre摩擦模型计算得到的泵功图更接近真实工况。

关键词：摩擦非线性 LuGre摩擦模型摩擦参数动态仿真有杆抽油系统

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智能化振动压路机振动参数动态分析

机械科学与技术 2013年第9期32卷 1368-1373页

作者：龚涛刘柏希湘潭大学机械工程学院湘潭411105

为了更加精确地分析振动压路机的压实过程,建立了考虑土体随动质量的智能化振动压路机连耦工况下的六自由度系统动力学模型,并将其应用于某型智能化振动压路机的动态分析。对该振动压路机的设计参数进行优化,获得了该振动压路机的最优... 详细信息

为了更加精确地分析振动压路机的压实过程,建立了考虑土体随动质量的智能化振动压路机连耦工况下的六自由度系统动力学模型,并将其应用于某型智能化振动压路机的动态分析。对该振动压路机的设计参数进行优化,获得了该振动压路机的最优工作参数,从而实现了对智能化振动压路机振动压实过程的有效控制,提高了压实过程中的密实度和压实效率,改善了整机的舒适性。

关键词：振动压路机动力学模型六自由度密实度舒适性

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考虑运动副阻尼的弹性机构系统动力学研究

考虑运动副阻尼的弹性机构系统动力学研究

作者：刘柏希西安理工大学

学位级别：硕士

由于机械设备的高速、轻量化发展，机构中运动副的阻尼已成为研究机构系统动力学响应时不可忽略的因素。如何建立考虑运动副阻尼的系统动力学模型是当前众多学者研究的重点。本文的主要内容如下：以平面弹性四连杆机构... 详细信息

由于机械设备的高速、轻量化发展，机构中运动副的阻尼已成为研究机构系统动力学响应时不可忽略的因素。如何建立考虑运动副阻尼的系统动力学模型是当前众多学者研究的重点。本文的主要内容如下：以平面弹性四连杆机构为研究对象，运用KED（Kineto-Elastodynamics）方法推导出了连杆机构的系统动力学方程;在此基础上，将运动副阻尼等效为粘性阻尼，导出了包含运动副等效粘性阻尼系数的系统动力学方程。为了获得运动副的等效粘性阻尼系数，对刚性单自由度转动副转轴的运动微分方程进行了推导，并由此导出了转轴角速度的理论表达式;通过对转动副转轴在衰减过程中的角速度的测量，拟合出了转轴角速度的表达式;比较角速度的理论表达式和拟合表达式，得出了运动副阻尼的等效粘性阻尼系数。引入求解线性微分方程的状态空间法，并对其求解时变系统运动微分方程的具体步骤进行了推导;在此基础上将实测获得的运动副等效粘性阻尼系数代入系统动力学方程，求解后获得了考虑运动副阻尼的平面弹性四连杆机构的仿真结果;结果表明运动副的阻尼在一定程度上对振动具有抑制作用。引入时间序列法对悬臂梁的模态参数进行了辨识;以三自由度质量—弹簧系统的模态参数辨识为例对此辨识方法及所编程序进行了验证。利用Matlab语言编制了相应的求解机构运动学、动力学问题和应用时间序列法辨识模态参数的程序。

关键词：弹性连杆机构运动副阻尼状态空间法时间序列法

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考虑土体随振质量的振动压路机偏振模型分析

机械设计 2014年第7期31卷 25-29页

作者：龚涛刘柏希湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105

为了深入讨论智能化振动压路机压实过程中土体随振质量的变化与压路机偏振对压实效果及操作舒适性的影响,采用拉格朗日方法建立了考虑土体随振质量和偏振压实现象的智能化振动压路机振动压实系统新动力学模型,并对模型进行了求解。讨论... 详细信息

为了深入讨论智能化振动压路机压实过程中土体随振质量的变化与压路机偏振对压实效果及操作舒适性的影响,采用拉格朗日方法建立了考虑土体随振质量和偏振压实现象的智能化振动压路机振动压实系统新动力学模型,并对模型进行了求解。讨论了土体随振质量、振动轮质量偏心及振动轮两侧土体参数差异对压实效果和操作舒适性的影响,得到了相应的变化曲线。所得结果为实现智能化振动压路机振动压实过程的有效控制、提高压实过程中的密实度和压实效率、改善整机的舒适性提供了较为可靠的理论依据。

关键词：振动压路机动力学模型随振质量偏振密实度舒适性

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平面机构运动输出精度可靠性及寿命

机械科学与技术 2017年第1期36卷 83-88页

作者：刘柏希屈涛张弦湘潭大学湖南湘潭411105

平面机构传递路线较长,对机构运动输出精度产生的影响不能忽视。将影响机构运动精度可靠性因素分为非累积性因素和累积性因素,提出了非累积性因素和累积性因素耦合作用下平面机构的运动精度可靠性分析方法;以Archard磨损模型为理论基础... 详细信息

平面机构传递路线较长,对机构运动输出精度产生的影响不能忽视。将影响机构运动精度可靠性因素分为非累积性因素和累积性因素,提出了非累积性因素和累积性因素耦合作用下平面机构的运动精度可靠性分析方法;以Archard磨损模型为理论基础建立了磨损可靠性干涉模型;提出了在额定转速下机构寿命的计算方法。对曲柄滑块机构结果表明:累积性因素是影响机构运动精度的主要原因,当累积性因素累积到一定程度时,机械可靠度急剧下降,并计算了机构在额定转速下机构的额定寿命。

关键词：运动精度耦合磨损可靠性寿命

基于区间分析的LuGre摩擦模型参数辨识方法

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中国机械工程 2013年第19期24卷 2647-2651页

作者：刘柏希姚昊雄聂松辉湘潭大学湘潭411105

针对LuGre摩擦模型参数耦合、动态参数辨识困难等问题,提出一种基于区间分析的LuGre摩擦模型动态参数辨识方法。首先,简要介绍了边界误差估计方法及其在系统模型为常微分方程时系统参数辨识中的应用,然后,基于两步法思想,分别采用最小... 详细信息

针对LuGre摩擦模型参数耦合、动态参数辨识困难等问题,提出一种基于区间分析的LuGre摩擦模型动态参数辨识方法。首先,简要介绍了边界误差估计方法及其在系统模型为常微分方程时系统参数辨识中的应用,然后,基于两步法思想,分别采用最小二乘法和基于区间分析的边界误差估计方法对4个静态参数和2个动态参数进行了辨识。该方法有效避免了采用传统非线性辨识方法辨识LuGre摩擦模型动态参数时初值确定困难、对辨识结果影响大以及显性目标函数不易给出等缺陷,同时,辨识得到的参数为全局最优。最后通过实例验证了该方法的正确性和有效性。

关键词：摩擦模型参数辨识边界误差估计区间分析

改进的链码特征识别方法及在抽油系统阻尼系数辨识中的应用

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机械工程学报 2007年第12期43卷 212-216页

作者：刘柏希刘宏昭饶建华原大宁西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 中国地质大学(武汉)机电工程学院武汉430047

针对现有的Freeman八方向链码码间距过大、采样必须为方格采样、编码过程需要人工干预的不足,提出一种新的链码方法,并利用该方法将封闭曲线链码化。根据封闭曲线的周期性,将其参数方程展成傅里叶级数,导出傅里叶系数与曲线链码之间的... 详细信息

针对现有的Freeman八方向链码码间距过大、采样必须为方格采样、编码过程需要人工干预的不足,提出一种新的链码方法,并利用该方法将封闭曲线链码化。根据封闭曲线的周期性,将其参数方程展成傅里叶级数,导出傅里叶系数与曲线链码之间的关系式。利用傅里叶系数计算封闭曲线的形状特征,建立以形状特征为参数的欧氏距离。通过改变抽油系统仿真程序中的粘滞阻尼系数和库仑摩擦因数,获得不同形状的仿真地面功图曲线。建立实测与仿真地面功图曲线形状特征间的欧氏距离,以该距离为优化目标函数,寻优得到使目标函数值满足给定误差的仿真功图曲线,该功图对应的一组阻尼系数和摩擦因数即为相应抽油系统的粘滞阻尼系数和库仑摩擦因数。以4口实测油井为例进行系统阻尼系数的辨识研究,结果表明了所提方法的正确性和有效性。

关键词：链码傅里叶系数形状特征欧氏距离粘滞阻尼系数库仑摩擦因数

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RV减速器扭转振动的固有特性及灵敏度分析

中国机械工程 2016年第3期27卷 323-327页

作者：刘柏希王文军聂松辉湘潭大学湘潭411105

以RV减速器为研究对象,综合考虑系统刚度和摆线轮偏心角度对扭转振动特性的影响,采用集中参数法,建立了该系统13个自由度的修正扭转动力学模型。通过求解自由振动方程得到系统固有频率及主振型,分析了摆线轮偏心角度对系统固有频率的影... 详细信息

以RV减速器为研究对象,综合考虑系统刚度和摆线轮偏心角度对扭转振动特性的影响,采用集中参数法,建立了该系统13个自由度的修正扭转动力学模型。通过求解自由振动方程得到系统固有频率及主振型,分析了摆线轮偏心角度对系统固有频率的影响。利用偏导数法分析了系统固有频率对转动惯量和刚度的影响。研究结果表明,轴承刚度为系统固有频率的关键影响因素。

关键词： RV减速器扭转振动固有特性灵敏度分析