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氢气循环泵的转子动力学特性分析

同济大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 107-114页

作者：高源林梦竹同济大学汽车学院上海201804

基于ANSYS构建了用于燃料电池汽车氢气供应系统的氢气循环泵(罗茨泵)转子系统的模型,通过对转子系统的模态分析,得到了独立转子系统和双转子系统的前六阶固有振型和固有频率。在模态分析的基础上分析了转子系统的谐响应特性,获得了齿轮... 详细信息

基于ANSYS构建了用于燃料电池汽车氢气供应系统的氢气循环泵(罗茨泵)转子系统的模型,通过对转子系统的模态分析,得到了独立转子系统和双转子系统的前六阶固有振型和固有频率。在模态分析的基础上分析了转子系统的谐响应特性,获得了齿轮、叶轮边缘两个部位的谐响应特性曲线。结果表明:轴端、转子叶轮等结构振动变形量较大,在接近前三阶固有频率(960Hz左右)时转子系统振动响应幅值最大,双转子耦合系统相对于单独转子系统会出现更加复杂的振型,转子叶轮对不平衡量的响应更显著。研究将为氢气循环泵转子系统的设计制造和振动特性预估提供积极的参考作用,并为氢气循环泵动力学特性的研究奠定基础。

关键词：罗茨泵转子系统动力学特性模态分析谐响应分析

复合故障状态下动车组列车轴箱轴承动力学特性分析

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噪声与振动控制 2025年 118-125页

作者：马文礼石广田林宣儒兰州交通大学机电工程学院西安交通工程学院机械工程学院

轴箱轴承作为动车组(Electric Multiple Units,EMU)走行部关键零部件结构，其运行稳定性直接关系车辆运行安全。在高速、重载、高温等极端运行环境中，轴箱轴承容易出现多种故障。为研究在复合故障状态下轴箱轴承的动力学响应，本文结... 详细信息

轴箱轴承作为动车组(Electric Multiple Units,EMU)走行部关键零部件结构，其运行稳定性直接关系车辆运行安全。在高速、重载、高温等极端运行环境中，轴箱轴承容易出现多种故障。为研究在复合故障状态下轴箱轴承的动力学响应，本文结合多体动力学和有限元方法建立动车组列车轴箱轴承复合故障瞬态动力学模型，分析轴箱轴承不同部件同时存在故障时的动力学特性。研究发现：轴箱轴承时变动态载荷对其动力学求解更敏感；轴承内外圈共同发生剥离复合故障，会降低保持架运动稳定性，滚子与内外圈接触出现断联，且在频谱分析中可明确识别内外圈故障特征频率。

关键词：故障诊断动车组列车轴箱轴承复合故障振动响应动力学特性

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均载组合式小轮径驮背车辆动力学特性分析

铁道科学与工程学报 2025年第1期22卷 332-343页

作者：王洪昆赵永翔祁亚运曹玉峰西南交通大学机械工程学院四川成都610031 国能铁路装备有限责任公司北京100011 重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

随着我国对节能环保的要求提高,利用铁路开展驮背运输有了新的需求,驮背车辆服役过程中曲线通过性能差,车轮磨耗问题严重,目前对驮背运输车辆的动力学等问题的研究并未系统开展。本文选用均载组合式小轮径转向架作为驮背车辆的方案,并利... 详细信息

随着我国对节能环保的要求提高,利用铁路开展驮背运输有了新的需求,驮背车辆服役过程中曲线通过性能差,车轮磨耗问题严重,目前对驮背运输车辆的动力学等问题的研究并未系统开展。本文选用均载组合式小轮径转向架作为驮背车辆的方案,并利用simpack软件建立小轮径转向架车辆动力学模型,考虑模型中的非线性力元特性。然后利用动力学模型分别对新轮和磨耗到限车轮的车辆动力学性能进行分析,最后采用NSGA-2优化算法对小轮径转向架中的V形橡胶堆参数进行优化,进一步提升小轮径驮背车辆曲线通过性能,减小车轮磨耗。研究结果表明:小轮径转向架空、重车新造和磨耗到限的蛇行临界速度最小为95km/h。在所计算的速度范围和曲线、道岔工况下,车辆曲线通过性能和平稳性指标都满足GB/T5599—2019标准中的相关限值。利用NSGA-2优化算法对小轮径转向架中V形橡胶堆参数进行优化,优化后有效提升了车辆曲线通过性能,减小了车轮磨耗,优化后轮轴横向力减少11.87%,一位右侧车轮脱轨系数减少15.45%。在600m曲线半径上,一位左侧车轮磨耗深度减少42.85%,一位右侧车轮磨耗减少28.25%。V形橡胶堆参数对车辆动力学性能具有重要影响,通过设置合理的V形橡胶堆参数可以提升小轮径驮背车辆曲线通过性能,为小轮径转向架的设计和研发提供参考。

关键词：小轮径转向架动力学特性 V形橡胶堆悬挂优化曲线通过性能

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体悬式驱动系统对高速列车动力学特性的影响

城市轨道交通研究 2025年第1期28卷 22-28页

作者：郭宇轩杨建伟王金海北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室北京100044

[目的]作为轨道交通车辆的动力来源以及传力部件,驱动系统会在一定程度上对车辆系统的动力学特性产生影响,因此有必要对此展开研究。[方法]通过多体动力学仿真软件SIMPACK建立了国内某型采用体悬式驱动系统的高速列车单节车辆动力学模... 详细信息

[目的]作为轨道交通车辆的动力来源以及传力部件,驱动系统会在一定程度上对车辆系统的动力学特性产生影响,因此有必要对此展开研究。[方法]通过多体动力学仿真软件SIMPACK建立了国内某型采用体悬式驱动系统的高速列车单节车辆动力学模型。基于仿真分析,研究体悬式驱动系统对车辆安全性和平稳性的影响,以及对转向架构架和车体振动加速度的影响。[结果及结论]体悬式驱动系统对车辆运行安全性和平稳性都会产生不同程度的影响,除横向平稳性指标外,其余指标均随车辆运行速度的增加而增大;体悬式驱动系统增加了构架横向、构架垂向及车体垂向的振动加速度,降低了车体横向振动加速度,且该系统对于车辆构件垂向的影响较横向更加显著;体悬式牵引电机的自振频率在车体上会有所体现,需避免牵引电机和车体发生共振。

关键词：高速列车体悬式驱动系统动力学特性

航空齿轮传动系统不对中异常状态下的动力学特性分析

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燃气涡轮试验与研究 2025年第1期38卷 66-78页

作者：栾孝驰吴承静沙云东张引王胜红沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

针对航空发动机齿轮传动系统装配不对中引起的疲劳断裂问题,采用Hertz接触理论和瞬态动力学分析方法,考虑齿轮轴线平行不对中异常装配状态,建立了直齿轮副瞬态动力学分析模型,研究了该齿轮副的时变啮合刚度和齿面接触应力的变化规律。... 详细信息

针对航空发动机齿轮传动系统装配不对中引起的疲劳断裂问题,采用Hertz接触理论和瞬态动力学分析方法,考虑齿轮轴线平行不对中异常装配状态,建立了直齿轮副瞬态动力学分析模型,研究了该齿轮副的时变啮合刚度和齿面接触应力的变化规律。结果表明:随着双齿−单齿啮合的周期性变化,时变啮合刚度也呈现出周期性变化;时变啮合刚度在双齿啮合时减小,在单齿啮合时增大,且最大啮合刚度呈现出随着齿轮平行不对中角度增大而增大的规律。齿轮轴线平行角度影响齿面接触应力和轴向振动位移响应,由于不对中角度增大,齿轮啮合印痕逐渐向下偏移,齿面接触应力增大明显,且齿根处出现应力集中现象。不对中角度由0.25°增大至1.00°时,齿面平均接触应力值由100 MPa增大至550 MPa。轴向振动位移幅值随不对中角度增大而增大,最大总位移量达到3.161 mm;随着不对中角度的增大,齿轮齿根处载荷增大,且齿根载荷的增大在频谱图上表现为转频幅值的增大。研究方法和分析结果可为航空齿轮传动系统装配异常状态的仿真分析提供一定参考。

关键词：航空发动机齿轮传动系统平行不对中动力学特性啮合刚度接触应力

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短外腔偏振旋转光反馈下1550nm垂直腔面发射激光器的动力学特性研究

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物理学报 2014年第1期63卷 149-158页

作者：王小发李骏重庆邮电大学光电工程学院重庆400065 重庆医药高等专科学校基础部重庆401331

基于扩展的自旋反转模型,对短外腔偏振旋转光反馈下1550 nm垂直腔面发射激光器的动力学特性进行了数值仿真和理论分析.研究结果表明:增加反馈强度会导致多个偏振开关现象出现,中等反馈强度下呈现丰富的动力学状态,譬如单周期、倍周期、... 详细信息

基于扩展的自旋反转模型,对短外腔偏振旋转光反馈下1550 nm垂直腔面发射激光器的动力学特性进行了数值仿真和理论分析.研究结果表明:增加反馈强度会导致多个偏振开关现象出现,中等反馈强度下呈现丰富的动力学状态,譬如单周期、倍周期、准周期及混沌态,增加注入电流使Y方向线偏振模的工作区域被压缩;随着反馈延迟时间的增加,在弱光反馈时,偏振模跳变现象将会以特定的频率发生,施加中等的反馈强度将会导致模式跳变的频率增加,并且出现各种新的动力学状态,包括拍频单周期、拍频脉冲包络、拍频准周期和拍频混沌态.新动力学行为的出现是由于短外腔区激光器的动力学特性对相位变化非常敏感,从而使外腔模式间的拍频效应发挥了关键作用.此外还发现各种动力学状态之间会伴随模式间的跳变而发生相互跳变.

关键词： 1550 nm垂直腔面发射激光器短外腔偏振旋转光反馈动力学特性

倾斜Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动的对流分区与动力学特性

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物理学报 2020年第12期69卷 68-76页

作者：宁利中张珂宁碧波刘爽田伟利西安理工大学水利水电学院西安710048 嘉兴学院建筑工程学院嘉兴314001 上海大学建筑系上海200444

利用流体力学基本方程组的数值模拟,探讨了具有通过流动的倾斜腔体中普朗特数Pr=6.99的流体的对流分区与动力学特性.结果表明,对于相对瑞利数r=9,在通过流动雷诺数Re=1.5时,随着腔体倾斜角q的增加,系统出现均匀行波对流、非均匀行波对... 详细信息

利用流体力学基本方程组的数值模拟,探讨了具有通过流动的倾斜腔体中普朗特数Pr=6.99的流体的对流分区与动力学特性.结果表明,对于相对瑞利数r=9,在通过流动雷诺数Re=1.5时,随着腔体倾斜角q的增加,系统出现均匀行波对流、非均匀行波对流以及单对流圈斑图;在通过流动雷诺数Re=12.5时,随着腔体倾斜角q的增加,系统出现局部行波对流、平行流及局部单对流圈斑图;进一步,对通过流动雷诺数Re和腔体倾斜角q的不同组合情况的数值模拟,发现在通过流动雷诺数Re和腔体倾斜角q构成的平面上,具有通过流动的倾斜腔体中的对流可以分成前述六种斑图区域,即均匀行波对流区、非均匀行波对流区、单对流圈区、局部行波对流区、平行流区及局部单对流圈区.研究了不同对流区域对流最大垂直流速wmax和努塞尔数Nu随着时间的变化特性.探讨了不同对流区域对流振幅A和努塞尔数Nu随着腔体倾斜角q变化的动力学特性.

关键词：通过流动倾斜腔体对流斑图分区动力学特性

忆阻自激振荡系统的隐藏吸引子及其动力学特性

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物理学报 2016年第18期65卷 214-225页

作者：包涵包伯成林毅王将武花干常州大学信息科学与工程学院常州213164

由压控忆阻替换三维自激振荡系统的线性耦合电阻,实现了一种新型的四维忆阻自激振荡系统.该系统不存在任何平衡点,但可生成周期、准周期、混沌等隐藏吸引子;特别地,当初始条件不同时,系统出现了不同拓扑结构混沌吸引子或准周期极限环与... 详细信息

由压控忆阻替换三维自激振荡系统的线性耦合电阻,实现了一种新型的四维忆阻自激振荡系统.该系统不存在任何平衡点,但可生成周期、准周期、混沌等隐藏吸引子;特别地,当初始条件不同时,系统出现了不同拓扑结构混沌吸引子或准周期极限环与混沌吸引子的共存现象,以及准周期极限环与多种拓扑结构混沌吸引子的多吸引子现象.理论分析、数值仿真和硬件实验的结果一致,表明了所提出的忆阻自激振荡系统有着十分丰富而复杂的隐藏动力学特性.

关键词：忆阻自激振荡系统隐藏吸引子动力学特性

离散忆阻混沌系统的Simulink建模及其动力学特性分析

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物理学报 2022年第3期71卷 36-45页

作者：扶龙香贺少波王会海孙克辉中南大学物理与电子学院长沙410083

为拓广离散忆阻器的研究与应用,基于差分算子,构建了具有平方非线性的离散忆阻模型,并实现了Simulink仿真.仿真结果表明,设计的忆阻器满足广义忆阻定义.将得到的离散忆阻引入三维混沌映射中,设计了一种新型四维忆阻混沌映射,并建立了该... 详细信息

为拓广离散忆阻器的研究与应用,基于差分算子,构建了具有平方非线性的离散忆阻模型,并实现了Simulink仿真.仿真结果表明,设计的忆阻器满足广义忆阻定义.将得到的离散忆阻引入三维混沌映射中,设计了一种新型四维忆阻混沌映射,并建立了该混沌映射的Simulink模型.通过平衡点、分岔图、Lyapunov指数谱、复杂度、多稳态分析了系统复杂动力学特性.本文从系统建模角度出发,构建离散忆阻与离散忆阻混沌映射,进一步验证了离散忆阻的可实现性,为离散忆阻应用研究奠定了基础.

关键词：离散忆阻器混沌映射动力学特性 Simulink