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橡胶隔振器黏弹性5参数分数导数并联动力学模型

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航空动力学报 2013年第2期28卷 275-282页

作者：唐振寰罗贵火陈伟杨国辉方建敏南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

以辅助动力装置(APU)橡胶隔振器为研究对象,建立了橡胶隔振器非线性分数导数动力学模型.提出了橡胶隔振器5参数分数导数频率相关性和振幅相关性并联模型.该模型能够使用较少的参数描述APU橡胶隔振器在宽广频率范围内的黏弹性特性.还分... 详细信息

以辅助动力装置(APU)橡胶隔振器为研究对象,建立了橡胶隔振器非线性分数导数动力学模型.提出了橡胶隔振器5参数分数导数频率相关性和振幅相关性并联模型.该模型能够使用较少的参数描述APU橡胶隔振器在宽广频率范围内的黏弹性特性.还分析研究了各参数对APU橡胶隔振器储存模量和损失模量的影响,利用数值求解的方法给出定量结果.研究结果表明并联模型能更好地描述APU橡胶隔振器宽广频率范围内的动态特性.为橡胶隔振器设计应用提供了理论基础.

关键词：黏弹性动态特性橡胶隔振器分数导数振幅相关性

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微型发动机整机振动分析

微型发动机整机振动分析

作者：唐振寰南京航空航天大学

学位级别：硕士

微型涡轮喷气发动机转子转速远比常规发动机高,发动机转、静子之间间隙又远比大发动机的小。为保证微型涡轮发动机的工作安全,对转子动力特性更为苛刻和严格,对整机振动分析提出了更高的要求。本文针对某微型发动机,开展了如下的研究工... 详细信息

微型涡轮喷气发动机转子转速远比常规发动机高,发动机转、静子之间间隙又远比大发动机的小。为保证微型涡轮发动机的工作安全,对转子动力特性更为苛刻和严格,对整机振动分析提出了更高的要求。本文针对某微型发动机,开展了如下的研究工作:第一,本文依据相关理论分别分析了轴承的静刚度和动刚度,并讨论了其对转子动力特性的影响。用有限元方法建立了机匣部件的有限元模型,并讨论了前后轴承位置的静刚度和动刚度,分析了轴承、机匣综合刚度对临界转速的影响。研究结果表明:微型发动机的机匣刚性和轴承处于同一数量级,轴承的刚度特性显得很重要,对振动频率影响较大。第二,用锤击法对微型发动机转子部件进行了模态测试,利用模态实验结果与不同大小单元的转子有限元模型计算结果进行比较,从中选择合适的单元尺寸来建立有限元分析模型。研究结果表明:不同大小单元计算结果相差较大,合理的模型是保证计算结果与实际相一致的前提。第三,用考虑支承静刚度的有限元计算模型分析了微型发动机的整机振动,考虑Coriolis Effect的影响。通过计算不同自转转速下的共振频率,绘制坎贝尔图得到发动机的临界转速。用考虑支承动刚度的有限元计算模型分析了微型发动机的整机振动。通过计算不同自转转速下的共振频率,绘制坎贝尔图得到发动机的临界转速。用整机有限元计算模型分析了微型发动机的整机振动。通过计算不同自转转速下的共振频率,绘制坎贝尔图得到发动机的临界转速。并对三种模型计算结果进行了对比。研究结果表明:动刚度有限元模型计算的临界转速高于静刚度模型计算的临界转速。而整机有限元模型计算的临界转速又高于动刚度有限元模型计算的临界转速。动刚度模型能考虑机匣模态对整机振动的影响,其计算结果比静刚度模型的计算结果更接近整机有限元模型的计算结果。第四,用传递矩阵法计算了微型发动机的临界转速,和三种有限元模型进行了对比。研究结果表明:在相同支承刚度下,传递矩阵法和有限元法计算结果一阶频率误差在10%以内。不同支承刚度对频率影响较大。

关键词：微型发动机振动陀螺力矩轴承动刚度模态临界转速

高速柔性转子-非定心SFD系统响应特征分析与试验验证

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振动与冲击 2023年第17期42卷 114-119,193页

作者：卢愈唐振寰成晓鸣邓婷中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412000

航空发动机转子系统通常在支承处设置挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)来实现系统减振设计,与定心SFD相比,非定心SFD结构简单紧凑,减振效果良好,但是具有更强的非线性特征,动力特性更为复杂。以某航空发动机动力涡轮转子为研究... 详细信息

航空发动机转子系统通常在支承处设置挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)来实现系统减振设计,与定心SFD相比,非定心SFD结构简单紧凑,减振效果良好,但是具有更强的非线性特征,动力特性更为复杂。以某航空发动机动力涡轮转子为研究对象,建立了多支点高速柔性转子-非定心SFD系统非线性动力学模型,考虑了非定心SFD静偏心的影响,采用数值方法求解转子系统响应,结合系统不平衡响应特征、分岔图、庞家莱截面、频谱等,开展了系统非线性动力学特性研究,并通过了转子试验验证。研究结果表明,非定心SFD油膜间隙较大时,转子系统存在较强的非线性运动,频率成分丰富,减小油膜间隙能够使系统在跨临界后为单周期运动,降低系统的非线性不平衡响应;但过小的油膜间隙将导致转子系统峰值响应和对应的转速显著增大,转子可工作转速范围变小,合理的油膜间隙可以兼顾非线性振动响应和峰值转速较小,实现转子系统在大转速范围内长时间运行。

关键词：转子非定心挤压油膜阻尼器静偏心非线性油膜间隙

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反向旋转双转子系统加速响应特性研究

振动与冲击 2014年第2期33卷 105-111页

作者：杨喜关罗贵火王飞唐振寰南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

以五支点双转子系统为研究对象,开展反向旋转双转子系统加速响应特性研究。结合有限元分析软件,利用固定界面模态综合法建立反向旋转双转子试验器的瞬态动力学模型,研究反向旋转双转子系统加速过程中加速时域特性、进动转速变化特性及... 详细信息

以五支点双转子系统为研究对象,开展反向旋转双转子系统加速响应特性研究。结合有限元分析软件,利用固定界面模态综合法建立反向旋转双转子试验器的瞬态动力学模型,研究反向旋转双转子系统加速过程中加速时域特性、进动转速变化特性及内外转子盘质心变化规律。研究结果表明,转子各截面加速响应特性与系统各阶临界转速及振型有密切联系;加速过程中存在复杂的非协调进动;内、外转子分别在以各自为主激励的临界转速附近发生质心换向;经试验验证,试验数据与计算结果吻合性较好。

关键词：反向旋转双转子模态综合法瞬态响应

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轴承共腔-双转子系统耦合振动特性研究

推进技术 2022年第2期43卷 240-249页

作者：唐振寰米栋卢愈龙伦汤勇中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为解决某型涡轴发动机振动超标的问题,针对带有轴承共腔结构的先进民用涡轴发动机转子系统,建立轴承共腔-双转子系统非线性动力学模型,考虑滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性力,实现了耦合振动的交叉频率成分仿真,揭示了轴承共腔-双转... 详细信息

为解决某型涡轴发动机振动超标的问题,针对带有轴承共腔结构的先进民用涡轴发动机转子系统,建立轴承共腔-双转子系统非线性动力学模型,考虑滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性力,实现了耦合振动的交叉频率成分仿真,揭示了轴承共腔-双转子系统耦合振动的机理,并通过了模拟转子试验验证。研究了轴承共腔-双转子系统耦合振动特性及影响因素,结果表明:轴承共腔-双转子的耦合振动表现为交叉激振现象和轴心轨迹的"圆套圆";共腔结构的角向刚度对耦合振动影响较大,而径向刚度则几乎没有影响。此外,4号以及6号支承挤压油膜阻尼器的油膜厚度同样对耦合振动没有影响。通过缩短共腔结构内外安装边的轴向距离,提高了角向刚度,减弱了系统的耦合振动。模拟试验及整机试验结果表明:轴承共腔结构设计合理,转子振动特性稳定。

关键词：轴承共腔非线性振动耦合振动双转子系统耦合振动试验

供油条件对挤压油膜阻尼器等效阻及周向位置阻尼的影响

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机械工程学报 2018年第6期54卷 215-223页

作者：周海仑张明成晓鸣唐振寰曹鹏沈阳航空航天大学航空航天工程学部辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室中国航空动力机械研究所结构强度研究部

为研究供油条件对挤压油膜阻尼器减振特性的影响,利用计算流体力学软件进行阻尼器的建模和数值仿真模拟。为了保证数值模拟的正确性和合理性,借助于双向激励试验器,基于机械阻抗法获得油膜阻尼,与数值仿真结果进行对比验证。通过数值仿... 详细信息

为研究供油条件对挤压油膜阻尼器减振特性的影响,利用计算流体力学软件进行阻尼器的建模和数值仿真模拟。为了保证数值模拟的正确性和合理性,借助于双向激励试验器,基于机械阻抗法获得油膜阻尼,与数值仿真结果进行对比验证。通过数值仿真,研究供油孔数量、供油孔横截面积、供油槽尺寸以及供油流量等对阻尼器等效阻尼和周向位置阻尼的影响。结果表明:由于受到供油孔处的供油压力影响,单孔供油阻尼器提供的阻尼随周向位置呈现近似简谐函数曲线的变化规律,多个对称分布的供油孔可以有效地抑制这种影响,含有三个或者四个对称供油孔的阻尼器,不同周向位置的阻尼在一个进动周期内几乎保持不变。对于供油槽较浅的情况,阻尼器的等效阻尼随着偏心率的增加呈现非线性增加的趋势;随着供油槽深度的增加,非线性增加的趋势逐渐减弱;而供油槽较深时,等效阻尼随着偏心率的增加先减小后增加。另外,阻尼器供油槽宽度和供油流量对阻尼器的阻尼特性也有着明显的影响。研究结果将为挤压油膜阻尼器的设计提供依据。

关键词：挤压油膜阻尼器计算流体力学阻尼供油条件

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含橡胶隔振器振动系统动态特性研究

南京航空航天大学学报 2014年第2期46卷 285-291页

作者：唐振寰罗贵火陈伟杨喜关南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

以APU隔振器为研究对象,提出采用五参数分数导数建立橡胶隔振器本构模型。推导了含橡胶隔振器振动系统的非线性动力学有限元方程式。分析了隔振器结构参数变化对传递率特性的影响。研究结果表明:文中的数值计算方法能更好地预测含橡胶... 详细信息

以APU隔振器为研究对象,提出采用五参数分数导数建立橡胶隔振器本构模型。推导了含橡胶隔振器振动系统的非线性动力学有限元方程式。分析了隔振器结构参数变化对传递率特性的影响。研究结果表明:文中的数值计算方法能更好地预测含橡胶隔振器振动系统的动态特性。

关键词：橡胶隔振器分数导数黏弹性有限元动态特性

支承非线性特性对双转子系统的响应特性影响研究

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振动工程学报 2014年第4期27卷 572-582页

作者：杨喜关罗贵火温卫东唐振寰王飞南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

以双转子试验器为研究对象,开展高维复杂双转子系统的建模方法和动力特性的研究。将双转子系统划分为模态子结构和连接子结构,利用有限元方法和固定界面模态综合进行模态子结构的建模及维数缩减,将连接子结构保留在物理空间中,通过界面... 详细信息

以双转子试验器为研究对象,开展高维复杂双转子系统的建模方法和动力特性的研究。将双转子系统划分为模态子结构和连接子结构,利用有限元方法和固定界面模态综合进行模态子结构的建模及维数缩减,将连接子结构保留在物理空间中,通过界面对接条件实现子结构的组装,利用Newmark法进行含局部非线性的双转子系统运动方程的数值求解。进行了计算模型的试验验证,并研究了转子系统的响应规律。研究结果表明:随转速的变化,转子响应中出现了滚动轴承的变刚度振动频率、不平衡激励频率及相关组合频率;同步不平衡响应的变化规律与支承位置、转子各轮盘的不平衡量及临界振型有着密切的联系。

关键词：航空发动机双转子系统非线性振动模态综合法连接子结构