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核主泵飞轮多环套装重金属结构设计研究

机械工程学报 2018年第14期54卷 191-197页

作者：姜露吴承伟大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

多环套装重金属结构设计是一种有效提高核主泵飞轮转动惯量的结构设计方法之一,为保证其在严苛工作条件下的结构强度安全,采用有限元法,在考虑过盈配合预应力以及离心力的基础上,首次对高温工作环境下的核主泵多环套装重金属钨合金飞轮... 详细信息

多环套装重金属结构设计是一种有效提高核主泵飞轮转动惯量的结构设计方法之一,为保证其在严苛工作条件下的结构强度安全,采用有限元法,在考虑过盈配合预应力以及离心力的基础上,首次对高温工作环境下的核主泵多环套装重金属钨合金飞轮进行稳态热应力分析,探讨工作环境温度因素对核主泵飞轮结构设计的影响。通过建立由内轮毂、中间层重金属钨合金以及外保持环三层结构组成的核主泵飞轮结构有限元模型,研究其在高温工作环境下的结构热应力;此外将整体式与分块式钨合金层结构飞轮进行比较,研究两种结构形式下的热应力特性;为寻求钨合金层分块设计的最佳分块数,研究了不同分块数下的核主泵飞轮结构热应力。研究表明,在高温工作条件下,核主泵飞轮中间钨合金层会产生很大的热应力,通过钨合金层的分块设计以及采用合适的钨合金分块数可以有效降低这种热应力。

关键词：核主泵飞轮多环钨合金块热应力

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嵌入弹性波纹环的轴承挤压油膜特性分析

机械工程学报 2022年第13期58卷 185-193页

作者：武洪凯吴承伟大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

设计了一种弹性波纹环轴承挤压油膜阻尼器,建立了弹性波纹环挤压油膜阻尼器的流固耦合分析模型,基于ABAQUS软件分析弹性波纹环的压缩力学性质,利用MATLAB编程分析弹性波纹环间隙的挤压油膜流动阻尼特性,通过Python脚本进行数据交换实现... 详细信息

设计了一种弹性波纹环轴承挤压油膜阻尼器,建立了弹性波纹环挤压油膜阻尼器的流固耦合分析模型,基于ABAQUS软件分析弹性波纹环的压缩力学性质,利用MATLAB编程分析弹性波纹环间隙的挤压油膜流动阻尼特性,通过Python脚本进行数据交换实现了阻尼器的流固耦合动力学分析。研究了轴承冲击挤压速度、挤压位移、弹性环厚度、波纹周期数和波纹幅值对阻尼器动力特性系数的影响。结果表明,挤压速度对阻尼器压缩刚度和阻尼特性影响较小,挤压位移和波纹幅值对油膜阻尼有着显著影响,弹性波纹环厚度对挤压刚度影响明显,波纹周期对挤压刚度和阻尼特性影响显著。

关键词：弹性波纹环挤压膜阻尼器流固耦合雷诺方程动力特性

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微柱和微管阵列结构表面的抗热冲击特性

力学学报 2013年第2期45卷 223-228页

作者：张文龙周平吴承伟工业装备结构分析国家重点实验室大连理工大学运载工程与力学学部大连116024 精密与特种加工教育部重点实验室大连理工大学机械工程学院大连116024

针对核电站核泵主轴、管道系统等高温环境下工作的部件受冷却水热冲击而容易出现裂纹的问题,提出通过表面微结构设计,利用水低热扩散率的特性,在被热冲击表面产生隔热水膜,从而降低瞬态热冲击过程中表层结构的热应力,防止结构热疲劳损伤... 详细信息

针对核电站核泵主轴、管道系统等高温环境下工作的部件受冷却水热冲击而容易出现裂纹的问题,提出通过表面微结构设计,利用水低热扩散率的特性,在被热冲击表面产生隔热水膜,从而降低瞬态热冲击过程中表层结构的热应力,防止结构热疲劳损伤.针对这一设想,采用有限元与无限元相结合的办法,解决热应力分析的多尺度问题.利用COMSOL多场耦合分析软件,对瞬态热冲击条件下,表面微结构的温度场与热应力分布进行分析,研究了冲击时间、微结构几何参数和流体黏性底层厚度等对微结构表面热冲击防护能力的影响.研究发现,表面微柱或微管结构对降低短时间冷水冲击产生的表面热应力具有显著效果,同时在微结构与基底之间存在最优过渡曲面使表面热应力最小化.

关键词：热冲击微结构表面水膜热应力

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粗糙表面的气体密封性能研究

机械工程学报 2010年第16期46卷 176-181页

作者：任晓吴承伟周平大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

高精度的气体密封是现代工业和国防工业的关键技术之一,以粗糙表面干接触气体静密封问题为研究对象,基于自回归(Autoregressive,AR)时间序列的数字滤波技术,利用计算机生成具有给定自相关函数和纹理取向的高斯分布的数值化粗糙表面,根... 详细信息

高精度的气体密封是现代工业和国防工业的关键技术之一,以粗糙表面干接触气体静密封问题为研究对象,基于自回归(Autoregressive,AR)时间序列的数字滤波技术,利用计算机生成具有给定自相关函数和纹理取向的高斯分布的数值化粗糙表面,根据气体在微纳米粗糙表面间隙流动理论,建立粗糙表面静接触间隙气体密封模型,通过对气体在接触间隙流动的数值模拟,分析表面粗糙度纹理方向、方均根等粗糙表面表征参数在名义气体膜厚变化时对气体泄漏量和密封压力的影响,给出粗糙表面形貌参数和密封压力与气体密封性能之间的关系。在粗糙间隙雷诺方程中引入两个气体压力流动流量因子,使得随机雷诺方程变为普通雷诺方程,从而方便工程应用。以某低温气体密封阀为例,分析泄漏量与密封载荷、表面粗糙度参数等参数之间的关系,从而为阀门密封设计提供理论基础。

关键词：密封数字滤波粗糙度纹理平均流动模型

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参变量变分原理的提出、发展与应用

计算力学学报 2024年第1期41卷 26-39页

作者：吴承伟大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024

参变量变分原理及其参数二次规划算法是由钟万勰院士1985年针对弹性接触边界非线性问题首次提出来的,经过将近40年的不断发展,目前参变量变分原理已经成功应用于各个领域,其中包括弹塑性分析、接触问题、润滑力学、岩土力学、变刚度杆... 详细信息

参变量变分原理及其参数二次规划算法是由钟万勰院士1985年针对弹性接触边界非线性问题首次提出来的,经过将近40年的不断发展,目前参变量变分原理已经成功应用于各个领域,其中包括弹塑性分析、接触问题、润滑力学、岩土力学、变刚度杆系结构、先进材料性能分析、材料的蠕变与损伤、柔性结构力学和LQ最优控制等各个工程领域.本文首先回顾了参变量变分原理的起源,介绍了参变量变分原理的基本概念,然后以弹塑性分析问题为例,阐明建立参变量变分原理的理论模型以及实现数值参数二次规划求解原理,最后详细回顾了参变量变分原理的基本理论与相应数值算法在各个领域的发展及其工程应用,展示了参变量变分原理在求解各类非线性问题的特色与优势.

关键词：参变量变分原理二次规划非线性问题弹塑性接触变刚度结构

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不同生长期贝壳的结构和力学性能

复合材料学报 2011年第3期28卷 121-126页

作者：梁艳赵杰吴承伟大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116023 大连理工大学材料科学与工程学院大连116023

研究了腹足纲香螺贝壳在生长过程中不同时期的壳体材料结构及力学性能。结果表明,随着贝壳的长大,贝壳文石板片厚度增大,各项力学性能指标也随之提高。贝壳体在生长过程中通过软体组织修改所产生的结构和贝壳的性能也在随之而演变。贝... 详细信息

研究了腹足纲香螺贝壳在生长过程中不同时期的壳体材料结构及力学性能。结果表明,随着贝壳的长大,贝壳文石板片厚度增大,各项力学性能指标也随之提高。贝壳体在生长过程中通过软体组织修改所产生的结构和贝壳的性能也在随之而演变。贝壳类天然生物材料的性能不同于传统工程材料中组织特征尺寸越小强度越高的准则,需要考虑贝壳材料本身的微观结构、组成和界面等多方面因素。

关键词：贝壳结构力学性能生长过程

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电流变体链组的剪切力学性质

材料研究学报 1999年第5期13卷 492-496页

作者：郭杏林吴承伟 HansConrad 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室美国北卡州立大学

研究了直流电场中微小玻璃球（直径约为２２０μｍ）以矩形或立方结构在硅油中形成的“链组”的剪切力学行为，观察了链及链组的形成、剪切、屈服和断裂过程．发现链组的剪切强度随组成链组的链数和电场强度的增加而增加，链组的剪切... 详细信息

研究了直流电场中微小玻璃球（直径约为２２０μｍ）以矩形或立方结构在硅油中形成的“链组”的剪切力学行为，观察了链及链组的形成、剪切、屈服和断裂过程．发现链组的剪切强度随组成链组的链数和电场强度的增加而增加，链组的剪切模量与组成链组的链数几乎无关，仅随电场强度的增加而增加．

关键词：电流变链组剪切电场

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复合表面径向滑动轴承的概念和性能预报

计算力学学报 2007年第1期24卷 1-6页

作者：吴承伟马国军大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

近年来的研究发现固液界面的滑移可以减小表面摩擦,但也会造成流体动力效应下降甚至消失。本文提出了复合表面滑动轴承的概念,轴套表面由具有不同吸附和滑移特性的复合表面组成,发现复合表面轴承比普通轴承有许多优点。通过改变轴套表... 详细信息

近年来的研究发现固液界面的滑移可以减小表面摩擦,但也会造成流体动力效应下降甚至消失。本文提出了复合表面滑动轴承的概念,轴套表面由具有不同吸附和滑移特性的复合表面组成,发现复合表面轴承比普通轴承有许多优点。通过改变轴套表面的滑移特性可以改变和优化轴承的各种性能,例如摩擦系数、承载力、润滑剂流量、承载角等。数值解表明,在轴承高压区改变轴套表面滑移特性,轴承的整体性能会有大幅度提高。例如,本文给出的初步优化设计方案使得摩擦系数降低50%以上,同时承载力可提高20%,并且承载角可以降低33%。本文提出的设计理念不但可用于设计出具有更优异特性的径向滑动轴承,而且可以设计出具有复合表面的轴向滑动轴承或滑块轴承。复合表面滑动轴承在降低轴承摩擦、提高承载能力方面有很大的空间可以探索。

关键词：复合表面滑动轴承界面滑移摩擦

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平纹织物复合材料横向力学性能研究

复合材料学报 2006年第3期23卷 170-175页

作者：周平吴承伟于平大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

通过对平纹织物复合材料的横向拉压试验,分析了产生各种破坏现象的微观机理。横向压缩过程中,在与水平面成45°方向剪切破坏的同时还出现层间裂纹。由于两个方向上纱线的弯曲程度不同,破坏形式有很大差异,不同自由边处的纱线界面存在不... 详细信息

通过对平纹织物复合材料的横向拉压试验,分析了产生各种破坏现象的微观机理。横向压缩过程中,在与水平面成45°方向剪切破坏的同时还出现层间裂纹。由于两个方向上纱线的弯曲程度不同,破坏形式有很大差异,不同自由边处的纱线界面存在不同程度的剪切破坏,并表现出不同的边缘效应。借助显微镜观察和基于代表体积单元的数值模拟对这些现象进行了分析,发现高度不均匀的内部波纹纱线结构在横向压缩下产生的层间剪切应力是出现横向裂纹的主要原因。

关键词：复合材料平纹织物有限元代表体积元