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拖网渔船轴系转动时陀螺效应对坎贝尔图的影响

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装备制造技术 2017年第9期 54-57,65页

作者：胡政和严谨邹律龙广东海洋大学广东湛江524088

提出了一种渔船轴系主动结构特征辨识的方法。进一步对36.3m拖网渔船轴系的坎贝尔图(Campbell diagram)进行了分析,确定了拖网渔船轴系的临界速度,结合拖网渔船轴系静态结构的特征频率,分析了陀螺效应对坎贝尔图的影响。采用的主动结构... 详细信息

提出了一种渔船轴系主动结构特征辨识的方法。进一步对36.3m拖网渔船轴系的坎贝尔图(Campbell diagram)进行了分析,确定了拖网渔船轴系的临界速度,结合拖网渔船轴系静态结构的特征频率,分析了陀螺效应对坎贝尔图的影响。采用的主动结构动态特征辨识方法,具有一定实用价值。

关键词：陀螺效应坎贝尔图涡动效应动力特性

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基于风力机整机气弹稳定性的塔筒结构优化

重庆大学学报（自然科学版） 2011年第11期34卷 7-12页

作者：李俊何玉林刘军董明洪金鑫重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030 中煤科工集团重庆研究院重庆400037

基于风力机整机的稳定性,提出了一种研究风力机塔筒结构优化的新方法。该方法以减小系统振动为目标函数,塔筒的直径和壁厚为优化参数,通过强度、变形量及质量等作为约束条件建立优化模型,利用内点惩罚函数法求解此优化问题,最后运用坎... 详细信息

基于风力机整机的稳定性,提出了一种研究风力机塔筒结构优化的新方法。该方法以减小系统振动为目标函数,塔筒的直径和壁厚为优化参数,通过强度、变形量及质量等作为约束条件建立优化模型,利用内点惩罚函数法求解此优化问题,最后运用坎贝尔图(Campbell图)对叶片与塔筒耦合的风力机整机系统的稳定性进行分析。应用此方法对某2MW水平轴风力机塔筒结构进行优化,整机的稳定性能得到很大改善,塔筒质量减少13%,具有一定的理论和工程实用价值。

关键词：风力机塔筒坎贝尔图惩罚函数有限元分析

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考虑稳态温度场的涡轮叶盘振动特性概率分析

推进技术 2017年第12期38卷 2805-2814页

作者：李蔓林白广忱王鹞伟白斌北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京工业大学非线性振动和机械结构强度北京市重点实验室北京100024

为了研究稳态温度场及离心载荷的随机变化对涡轮叶盘振动特性的影响,利用有限元方法对稳态温度场作用下的涡轮叶盘结构振动特性进行确定性分析。在此基础上,采用含交叉项的二次响应面方法对叶盘结构振动特性进行概率分析,得到稳态温度... 详细信息

为了研究稳态温度场及离心载荷的随机变化对涡轮叶盘振动特性的影响,利用有限元方法对稳态温度场作用下的涡轮叶盘结构振动特性进行确定性分析。在此基础上,采用含交叉项的二次响应面方法对叶盘结构振动特性进行概率分析,得到稳态温度场下叶盘结构振动特性的概率分布特征,并给出温度场及离心载荷等随机变量对叶盘结构随机性振动的模态频率的影响规律。最后,根据共振考核状态及坎贝尔图,结合转速与频率的相关性提出叶盘随机性振动避共振方法,并在几个典型工况下对叶盘结构随机性振动进行了避共振分析。结果表明,随机参数3%的变化能够导致叶盘共振转速区拓宽50%以上,并造成多个共振转速区重叠现象。

关键词：涡轮叶盘稳态温度场二次响应面法概率分析坎贝尔图避共振分析

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基于声模态分解的风扇叶盘同步振动辨识

航空学报 2023年第6期44卷 226-236页

作者：文璧乔百杰李泽芃李镇东王艳丰陈雪峰西安交通大学机械工程学院西安710049 航空发动机高空模拟技术重点实验室绵阳621000 中国航发集团四川燃气涡轮研究院绵阳621000

采用非接触式非侵入式的测量方法实现航空发动机叶盘振动测量,对发动机研制、试验、运行安全具有重要意义。提出基于声模态分解的叶盘同步振动辨识方法,在某三级风扇试验器的进气道布置环形声阵列,作为参照并在动叶布置若干应变片,开展... 详细信息

采用非接触式非侵入式的测量方法实现航空发动机叶盘振动测量,对发动机研制、试验、运行安全具有重要意义。提出基于声模态分解的叶盘同步振动辨识方法,在某三级风扇试验器的进气道布置环形声阵列,作为参照并在动叶布置若干应变片,开展升降速试验。分析声压信号的叶片通过频率随转速的变化规律,对动叶一阶通过频率下的声阵列信号进行声模态分解,结合应变片实测的动叶坎贝尔图,建立主导声模态数与叶盘节径数的映射关系。声场和动应力测试结果表明:当主导声模态数与叶盘节径相等时,动叶发生共振现象,此时可有效地对风扇叶盘同步振动进行辨识;动叶与前后叶排静叶都存在转静干涉现象,声压信号呈现为窄带宽频,形成声模态离散,造成动叶表现为多模态振动;声压信号是叶片不同振动模态的气动载荷分布的综合反映,具有好的灵敏性和完备性,可实现航空发动机动叶非接触式非侵入式振动测量。

关键词：声阵列声模态分解坎贝尔图同步振动转静干涉动应力

基于随动坐标系的开裂纹转子系统转动阻尼对振动稳定性影响的研究

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应用力学学报 2016年第6期33卷 1085-1092,1125页

作者：彭慧春王忠华陶向宇何青甄亚欣华北电力大学数理系北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 神华神东电力重庆万州港电有限责任公司重庆404027 中国电力科学研究院北京100192

区分固定阻尼和转动阻尼的情况下,建立了基于Lagrange方程的随动坐标系下开裂纹转子的运动方程。在此基础上采用了基于Routh-Hurwitz判据的根轨迹法,做出了裂纹转子非线性振动的坎贝尔图、衰变率图、根轨迹图;以此为依据分别研究了无阻... 详细信息

区分固定阻尼和转动阻尼的情况下,建立了基于Lagrange方程的随动坐标系下开裂纹转子的运动方程。在此基础上采用了基于Routh-Hurwitz判据的根轨迹法,做出了裂纹转子非线性振动的坎贝尔图、衰变率图、根轨迹图;以此为依据分别研究了无阻尼开裂纹转子、具有一定比例的粘滞阻尼开裂纹转子运动稳定性。从而得出粘滞阻尼、粘滞阻尼中不同转动阻尼所占的比例以及对系统稳定性的影响,为裂纹转子故障诊断和不稳定振动控制提供了理论依据。

关键词：裂纹转子非线性振动转子动力学转动阻尼坎贝尔图指数衰变率特征根轨迹

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基于有限元法的喷水推进轴系回旋振动分析

中国舰船研究 2020年第2期15卷 143-150页

作者：马召召周瑞平刘琪范君浩胡云飞武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉430063 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

[目的]基于ANSYS仿真平台建立喷水推进轴系回旋振动的完整计算方法。[方法]首先,利用ANSYS命令流建立轴系参数化有限元模型,绘制轴系特征频率随转速的变化曲线,即坎贝尔图;然后,通过计算轴系的一次和叶片次回旋临界转速,绘制临界转速下... 详细信息

[目的]基于ANSYS仿真平台建立喷水推进轴系回旋振动的完整计算方法。[方法]首先,利用ANSYS命令流建立轴系参数化有限元模型,绘制轴系特征频率随转速的变化曲线,即坎贝尔图;然后,通过计算轴系的一次和叶片次回旋临界转速,绘制临界转速下轴系各节点绕转轴的轨迹,即涡动轨迹图;最后,对比分析推力轴承的布置方式和各轴承的支承刚度对临界转速的影响。[结果]结果表明:喷水推进轴系叶轮轴的回旋振动位移幅值最大;当推力轴承从艉密封前端移至推进泵内部时,轴系一阶一次正回旋临界转速下降了32.8%,一阶叶片次正回旋临界转速下降了31.3%,故推力轴承的布置方式对于喷水推进轴系回旋临界转速的影响较大;随着轴承支承刚度的增加,轴系一阶共振转速和叶片次正回旋临界转速的变化幅度均不超过8%,而一次正回旋临界转速的变化幅度不超过9%,故轴承支承刚度的变化对回旋临界转速的影响处于非敏感区,这将有利于轴系的稳定运转。[结论]研究成果可为喷水推进轴系回旋振动的安全性评估提供参考。

关键词：喷水推进轴系回旋振动振动分析 ANSYS命令流坎贝尔图涡动轨迹

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大型风力发电机旋转叶片结构动力特性分析

可再生能源 2015年第11期33卷 1652-1657页

作者：胡国玉孙文磊金阿芳新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830047

大型风力发电机叶片的结构动力特性是叶片结构设计时考虑的重要方面,其固有自振频率对于整个风力机的安全运行具有重要意义。文章基于现代柔性多体动力学理论和有限元数值分析相结合的方法,对5MW风力发电机叶片的固有振动特性进行分析... 详细信息

大型风力发电机叶片的结构动力特性是叶片结构设计时考虑的重要方面,其固有自振频率对于整个风力机的安全运行具有重要意义。文章基于现代柔性多体动力学理论和有限元数值分析相结合的方法,对5MW风力发电机叶片的固有振动特性进行分析。结合复合材料叶片结构特性及结构参数,建立了5 MW风机复合材料叶片有限元模型,计算了考虑动力刚化及阻尼效应影响下的固有频率和振型,揭示了动力刚化效应对叶片固有频率的影响规律;并结合坎贝尔图,对叶片进行了共振分析,为叶片的结构设计及优化提供了参考依据。

关键词：风力发电机复合材料叶片动力刚化模态振型坎贝尔图

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科氏力对硬涂层整体叶盘振动特性的影响分析

机床与液压 2023年第10期51卷 143-148页

作者：杨铮鑫郑伟孙荣城党鹏飞沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142

以某航空发动机整体叶盘简化模型为研究对象,对叶片表面涂覆NiCrAlY硬涂层,建立硬涂层整体叶盘有限元模型。针对不同工况下仅考虑离心力影响和同时考虑科氏力和离心力影响的2种情况,进行模态分析,研究离心力和科氏力对不同转速下硬涂层... 详细信息

以某航空发动机整体叶盘简化模型为研究对象,对叶片表面涂覆NiCrAlY硬涂层,建立硬涂层整体叶盘有限元模型。针对不同工况下仅考虑离心力影响和同时考虑科氏力和离心力影响的2种情况,进行模态分析,研究离心力和科氏力对不同转速下硬涂层整体叶盘模态特性的影响,并讨论硬涂层对整体叶盘系统固有特性的影响;最后,根据计算得到的固有频率,得到2种不同载荷下的坎贝尔图,求得硬涂层整体叶盘发生共振时的危险转速。结果表明:转速越大,固有频率值升高,科氏力对频率特性影响越大;硬涂层对整体叶盘结构的频率影响较小,硬涂层削弱了科氏力的影响;对于高速旋转的整体叶盘系统,科氏力影响显著,工程计算时不可忽略。

关键词：硬涂层整体叶盘离心力科氏力坎贝尔图

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车载控制力矩陀螺动力学特性研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第10期37卷 71-80页

作者：石晓辉王林葛帅帅重庆理工大学车辆工程学院重庆400054

单框架控制力矩陀螺是两轮汽车姿态调整的核心部件,开展单框架控制力矩陀螺结构固有属性与动力学特性研究是实现其高速化、小型化的重要前提。鉴于此,考虑多材料转子陀螺效应、支撑框架柔性、转子轴承径向刚度等因素,基于有限元法,建立... 详细信息

单框架控制力矩陀螺是两轮汽车姿态调整的核心部件,开展单框架控制力矩陀螺结构固有属性与动力学特性研究是实现其高速化、小型化的重要前提。鉴于此,考虑多材料转子陀螺效应、支撑框架柔性、转子轴承径向刚度等因素,基于有限元法,建立单框架控制力矩陀螺框架-轴承-转子系统耦合Hypermesh-Ansys联合仿真分析模型。在此模型基础上,探究耦合系统模态随惯性转速变化的规律及转子轴承径向刚度对系统临界转速的影响;通过研究单框架控制力矩陀螺转子在特定偏心质量下的系统不平衡响应,验证了临界转速分析的准确性;在转子稳态工况下,研究了耦合系统框架与转子的振动特性。结果表明:耦合系统一阶固有频率随惯性转速升高而降低,系统转子一、二阶临界转速分别在6000 r/min与11500 r/min附近;得到了临界转速对转子轴承径向刚度变化的敏感程度,给出了耦合系统转子轴承径向刚度合理阈值区间为180~320 kN/mm;揭示了在稳态工况下单框架控制力矩陀螺框架与转子的振动情况。研究成果为控制力矩陀螺的工程运用及优化提供参考。

关键词：有限元陀螺效应坎贝尔图临界转速轴心轨迹