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涡扇发动机转子—支承系统振动特性研究

涡扇发动机转子—支承系统振动特性研究

作者：王友涛大连理工大学

学位级别：硕士

航空发动机享誉“现代工业皇冠上的明珠”,是一个国家国防力量的综合体现。涡扇发动机由于工作转速高、功率大、结构复杂且轻质重载,易受到多种载荷影响,导致振动问题突出。据调查,航空发动机故障中由于振动引起的占比为70%,因此研究航... 详细信息

航空发动机享誉“现代工业皇冠上的明珠”,是一个国家国防力量的综合体现。涡扇发动机由于工作转速高、功率大、结构复杂且轻质重载,易受到多种载荷影响,导致振动问题突出。据调查,航空发动机故障中由于振动引起的占比为70%,因此研究航空发动机的振动特性具有重要的意义。本文对比分析了常用航空发动机转子动力学常用的计算方法,进而选用SAMCEF对简化的转子-支承-机匣系统进行动力学计算与实验检验。在此基础上,对AЛ-31Ф涡扇发动机模拟内外双转子结构开展动力学计算、响应灵敏性与分散性研究。首先,分析了转子动力学建模与动力学特性研究方法、特点,以典型的航空发动机盘鼓-转子系统为例,计算分析采用MATLAB自编程的少自由度有限元法与商用软件ANSYS、SAMCEF结果之间的误差。得到各方法计算临界转速与不平衡响应结果的误差均为5%左右。最终得到的临界转速与不平衡响应结果误差均在5%左右。结合各方法的优势特点,认为商用软件SAMCEF适合实际发动机复杂转子结构、转子-静子耦合结构动力学分析。其次,以低压转子-支承-机匣系统为研究对象,分别开展动力学有限元计算和实验检验,二者获得的前二阶临界转速最大误差为6.6%,不平衡响应结果也吻合较好。再次,根据实际的AЛ-31Ф涡扇发动机,通过动力学相似性准则,建立了复杂双转子系统模型,并采用有限元方法计算分析了高、低压转子激起的双转子系统临界转速与不平衡响应。最后,分析不平衡响应的灵敏度与分散度研究方法,针对高低压耦合双转子系统,相同不平衡量发生在不同位置时,高压压气机轮盘的灵敏度高于其他位置,且高压压气机支点的敏感性高于其他测点。同时,基于蒙特卡罗随机抽样的思想分析不平衡响应的分散性,将不平衡量按照一定的权重比分配到各个轮盘以模拟若干种不平衡工况,得到低压压气机支点平均振幅为20μm、高压压气机支点平均振幅为93μm、低压涡轮支点平均值为54μm。研究结果为航空发动机复杂转子系统动力学分析、结构设计、动平衡与振动控制提供参考。

关键词：航空发动机振动特性不平衡响应灵敏度分散性

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离心压缩机叶片的几何设计及结构研究

离心压缩机叶片的几何设计及结构研究

作者：王友涛大连理工大学

学位级别：硕士

离心式压缩机是一种旋转式叶轮机械,它通过叶轮的高速旋转来加速气体,提高气体的动能和压力,进一步通过扩压器使气体减速升压,从而得到符合使用标准的压缩气体。由于其具有工作流量大、结构紧凑、效率高等优点,被广泛应用于国民生产的... 详细信息

离心式压缩机是一种旋转式叶轮机械,它通过叶轮的高速旋转来加速气体,提高气体的动能和压力,进一步通过扩压器使气体减速升压,从而得到符合使用标准的压缩气体。由于其具有工作流量大、结构紧凑、效率高等优点,被广泛应用于国民生产的多个领域中。叶片作为离心压缩机内部最重要的部件,其形式和结构直接影响到压缩机的性能和工作范围,有必要对其进行深入地研究。利用Bezier曲线造型方式,设计了叶轮子午面型线;以子午面轮毂和轮缘型线的相对长度为自变量,分别为轮毂和轮缘确定叶片角加载方式,据此设计了三种不同叶片加载方式的叶片。通过数值模拟分析可知,当轮毂采用前部加载方式、轮缘采用中间加载方式时得到的叶轮有最好的性能,且叶片表面静压分布较为均匀。在探究了叶片厚度对于压缩机性能的影响以后,对不同厚度的等厚度叶片进行了流固耦合分析,以分析不同厚度的叶片在运行过程中的应力分布和变形情况。流固耦合过程中,分别考虑了叶片压力载荷的作用、离心载荷的作用以及两种载荷的协同作用。由流固耦合结果分析可知：相比叶片压力载荷,离心载荷对于叶片的应力分布和变形影响更大;两种载荷在协同作用时会增大叶片的变形量,但不一定会增加叶片的最大等效应力;叶片的危险点出现在叶片前缘叶根处,最大等效应力位于该位置的压力面上;叶片变形量最大值出现在叶片前缘叶顶处。普遍认为,半开式离心压缩机叶轮顶部叶顶间隙的存在对压缩机性能有一定削减作用。基于此,建立了六种不同叶顶间隙高度的叶轮,通过数值模拟方法研究叶顶间隙对于压缩机性能和流动的影响。由数值模拟结果可知：叶顶间隙高度的增加会进一步降低压缩机的效率和总压比;叶顶间隙的存在影响了叶顶附近的静压分布,使叶顶区域的叶片载荷趋于均匀;随着叶顶间隙高度的增加,叶顶间隙泄漏量的流量呈直线趋势增加;叶顶间隙的存在对于主流有着明显的影响,其影响区域主要集中在流向后部叶道的上部区域;叶顶间隙流对于扩压器内流动的影响会从扩压器入口延续到扩压器出口。本文的研究结果可以对半开式径向离心压缩机的叶轮设计和优化提供参考。

关键词：叶片设计性能计算流固耦合叶顶间隙

基于连续电压矢量的电动汽车永磁同步电机模型预测控制

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基于连续电压矢量的电动汽车永磁同步电机模型预测控制

作者：王友涛合肥工业大学

学位级别：硕士

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辽西花岗岩水–岩耦合力学特性试验研究

岩石力学与工程学报 2015年第3期34卷 520-527页

作者：张树光刘佳琦陈培培孙闯王友涛辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000

为了研究水–岩耦合作用对辽西花岗岩力学性质的影响,采用MTS–815岩石力学试验系统,通过对花岗岩试样施加不同的围压和孔隙水压力,对其变形破坏过程进行试验研究,分析水–岩耦合作用下辽西花岗岩的有效峰值强度、扩容现象、残余强度、... 详细信息

为了研究水–岩耦合作用对辽西花岗岩力学性质的影响,采用MTS–815岩石力学试验系统,通过对花岗岩试样施加不同的围压和孔隙水压力,对其变形破坏过程进行试验研究,分析水–岩耦合作用下辽西花岗岩的有效峰值强度、扩容现象、残余强度、峰后强度及其参数的演化规律。研究结果表明,有效峰值强度折减系数随孔隙水压力增大近似呈线性增长,但变化斜率随着围压增大而逐渐减小。在围压较小时孔隙水压对有效强度折减系数有明显的影响,在围压较大而孔隙水压较小时,施加应力压缩孔隙喉道抑制了孔隙水压对试样的作用。扩容起点是致密岩体水岩耦合作用增强的特征点,围压使得试样的扩容起点发生滞后,而孔隙水压力使得扩容起点提前发生,扩容现象与水岩耦合作用相互促进。水–岩耦合作用下试样的残余强度为对应状态峰值强度的21%~35%,Hoek-Brown常数随着围压的增大呈非线性增长,其值为3.5~5.0。峰后段试样的似内摩擦角变化不大,似黏聚力随着应变软化参数的增加有逐渐减小的趋势,而相同应变软化参数对应的似黏聚力则随着孔隙水压力的增大而减小,且似黏聚力、孔隙水压和应变软化参数间的关系可用3次样条曲面进行描述。

关键词：岩石力学力学特性水–岩耦合试验研究

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高速公路建筑再生料路基填筑施工工艺

绿色环保建材 2021年第7期 7-8页

作者：王友涛中铁一局集团有限公司

建筑旧料回收利用问题是施工单位关注的重点问题,建筑旧料容易发生环境污染,导致环境受到破坏,不符合我国的可持续发展理念。对此,在本次研究中,针对高速公路路基施工,使用建筑再生料,取得显著的建设成果。该技术践行可持续发展理念的同... 详细信息

建筑旧料回收利用问题是施工单位关注的重点问题,建筑旧料容易发生环境污染,导致环境受到破坏,不符合我国的可持续发展理念。对此,在本次研究中,针对高速公路路基施工,使用建筑再生料,取得显著的建设成果。该技术践行可持续发展理念的同时,也为公路施工提供全新的路径。

关键词：高速公路建筑再生料路基填筑

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分析高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术

低碳世界 2019年第10期9卷 220-221页

作者：王友涛中铁一局集团有限公司

针对高速公路石灰改良膨胀土路基施工现状,进行全方面的分析,并结合具体的高速公路工程实例,简单介绍膨胀土的性质特点,如吸水性能较好、多裂隙等,提出高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术要点,进一步提升高速公路路基的可靠性,希望能... 详细信息

针对高速公路石灰改良膨胀土路基施工现状,进行全方面的分析,并结合具体的高速公路工程实例,简单介绍膨胀土的性质特点,如吸水性能较好、多裂隙等,提出高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术要点,进一步提升高速公路路基的可靠性,希望能够给有关工作人员提供良好的借鉴与参考。

关键词：高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术

植物果实中所包含的遗传学问题——生物复习中的疑点解析

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湖北招生考试 2005年第1期 60-61页

作者：王友涛武汉六中

生物必修本第六章《遗传和变异》历来都是高考热点的内容之一,知识点多,知识之间的联系性强,学生在复习这章内容时常存在较大的难度,为了对学生的复习有所帮助,特对该章的某些疑点进行讲解。先看以下题例: 豌豆的硬荚(A)、圆滑种皮(B)... 详细信息

生物必修本第六章《遗传和变异》历来都是高考热点的内容之一,知识点多,知识之间的联系性强,学生在复习这章内容时常存在较大的难度,为了对学生的复习有所帮助,特对该章的某些疑点进行讲解。先看以下题例: 豌豆的硬荚(A)、圆滑种皮(B)和黄色子叶(R),对软荚(a)、皱缩种皮(b)和绿色子叶(r)是显性,现用纯种硬荚、圆滑种皮和黄色子叶豌豆的花粉授在纯种软荚、皱缩种皮和绿色子叶豌豆的雌蕊柱头上进行杂交。请回答有关问题:

关键词：雌蕊柱头种皮植物果实染色体数果实种子遗传特性参考答案性状分离双受精中所

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“变异”的生物变异题

高中生学习(试题研究) 2014年第6期 53-55页

作者：王友涛武汉六中

"变异"是生物科学中最具代表性的名词。近年的高考命题,更多地强化了变异与遗传物质的表达、减数分裂、遗传规律的运用、生物的进化等知识的整合,对该模块知识的理解运用能力提出了更高的要求,变异知识点的考查模式也在逐渐发生"变异"。... 详细信息

"变异"是生物科学中最具代表性的名词。近年的高考命题,更多地强化了变异与遗传物质的表达、减数分裂、遗传规律的运用、生物的进化等知识的整合,对该模块知识的理解运用能力提出了更高的要求,变异知识点的考查模式也在逐渐发生"变异"。例1以下有关遗传变异的说法正确的是()A.三倍体无子西瓜不育,其变异也不能遗传给后代***分子中发生碱基对的替换、增添和缺失一定会引起基因突变C.在镜检某基因型为AaBb的父本细胞时,发现其基因型变为AaB,此种变异为基因突变D.在有丝分裂和减数分裂的过程中,会由于非

关键词：染色体结构变异有丝分裂交叉互换减数分裂基因突变染色体变异同源染色体

基于扰动理论修正的桩-土接触面荷载传递模型及其应用

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地质与勘探 2024年第1期60卷 140-147页

作者：王友涛谢康陈晓斌张飞郝哲睿中铁一局陕西西安200082 中南大学土木工程学院湖南长沙410083

利用硬化模型、双曲线模型、指数模型以及软化模型模拟的桩-土接触关系存在参数取值困难、误差大的问题。为深入研究土-结构接触面的强度与变形机理,基于扰动理论,假定完整状态接触单元的抗剪强度服从线弹性模型,而扰动部位则服从塑性模... 详细信息

利用硬化模型、双曲线模型、指数模型以及软化模型模拟的桩-土接触关系存在参数取值困难、误差大的问题。为深入研究土-结构接触面的强度与变形机理,基于扰动理论,假定完整状态接触单元的抗剪强度服从线弹性模型,而扰动部位则服从塑性模型,建立修正的桩-土接触面荷载传递模型。该模型参数分析表明,参数k、η对模型τ-s曲线形态影响大,而参数τf、ζ对模型τ-s曲线形态影响很小;并通过大型桩-土接触面室内直剪试验,量化接触面上剪切应力与剪切位移的关联性,进一步确定修正桩-土接触模型内部计算参数。结果表明模型τ-s曲线与试验曲线吻合较好,验证了模型的合理性。扰动桩-土接触模型既能描述桩侧应变软化也能描述硬化特性,有助于理解复杂应力条件下桩-土接触面的强度计算与变形机理。

关键词：桩-土接触面扰动状态直剪试验荷载传递本构模型

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