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弹性管束及其流致振动特性研究进展

振动与冲击 2025年第3期44卷 54-61,123页

作者：彭德连彭文海刘长利温兄控股集团股份有限公司浙江温州325024 温州大学机电工程学院浙江温州325035 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

弹性管束是一种新型的换热元件,利用流致振动提高对流换热系数并减少管束结垢及其产生的热阻,实现复合强化传热效果,是一种节能高效的强化传热手段。其流致振动特征对换热效果和抗结垢能力有显著影响,因此,研究人员一直以振动特性为基... 详细信息

弹性管束是一种新型的换热元件,利用流致振动提高对流换热系数并减少管束结垢及其产生的热阻,实现复合强化传热效果,是一种节能高效的强化传热手段。其流致振动特征对换热效果和抗结垢能力有显著影响,因此,研究人员一直以振动特性为基础开展了大量研究,从数值仿真与试验方面研究振动的特征参数及其相关的影响因素。该文总结弹性管束换热元件发明以来二十余年的发展历程,分析讨论弹性管束元件振动特征相关研究,对弹性管束的研究与发展趋势作以展望,为后续研究与应用提供参考。

关键词：换热器弹性管束强化换热流致振动

离心泵叶轮流场的动力学模态分解与重构误差分析

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振动与冲击 2025年第5期44卷 18-25,37页

作者：张润强南玲博陈帝伊韩伟黄卫宁西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西咸阳712100 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 凯泉集团有限公司浙江温州325105

离心泵是液体输送过程中的重要设备,广泛地应用于工业、农业及工程等领域,深入了解泵内的复杂流动对泵的设计和优化有重要意义。该研究介绍了动力学模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)与重构方法,并针对离心泵内复杂的流动特性... 详细信息

离心泵是液体输送过程中的重要设备,广泛地应用于工业、农业及工程等领域,深入了解泵内的复杂流动对泵的设计和优化有重要意义。该研究介绍了动力学模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)与重构方法,并针对离心泵内复杂的流动特性进行了研究。首先,针对叶轮的分解结果研究了模态能量与频率之间的关系,发现低频模态具有的能量更高,且模态能量随频率的增加而降低;其次,分析了各阶模态在叶轮流道中的分布,发现影响叶轮内复杂流动主要的流动结构分布在叶轮进口及叶轮出口处,随着模态数的增加,动力学模态分布更碎片化,表明高阶模态可以捕获到更加细致的流动结构;然后,研究了各阶模态随时间的变化关系,发现高阶模态对流场的影响逐渐降低;最后,对模态重构方法进行了研究,发现模态重构可以较好地构建出原始流场,降阶重构和全阶重构与原始流场的对比表明,降阶重构方法也可以有效地反映出流动的主要特征,但是会缺失部分流动信息,这部分信息主要是流场中的幅值分布,保存在高阶模态中,与叶轮出口处的复杂流动有关。通过DMD方法能够有效地提取出离心泵内主要流动特征,为离心泵减振降噪的设计优化提供研究基础。

关键词：离心泵动力学模态分解(DMD) 模态重构误差分析

基于无模型自适应算法的主控式干摩擦阻尼器-双转子系统振动主动控制

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机械工程学报 2025年第1期 140-149页

作者：张鹏蒋明宏李翁衡祝长生浙江大学电气工程学院

干摩擦阻尼器能够通过摩擦副的接触产生摩擦阻尼，在转子振动抑制方面有着广阔的应用前景。为了实现对摩擦阻尼的主动控制，设计了一种电磁型主控式弹性环干摩擦阻尼器(Active magnetic elastic ring dry friction damper, AMERDFD)，... 详细信息

干摩擦阻尼器能够通过摩擦副的接触产生摩擦阻尼，在转子振动抑制方面有着广阔的应用前景。为了实现对摩擦阻尼的主动控制，设计了一种电磁型主控式弹性环干摩擦阻尼器(Active magnetic elastic ring dry friction damper, AMERDFD)，通过电磁执行器来实现对阻尼器正压力的主动调节。然后，建立了AMERDFD–双转子系统的动力学模型，分析了不同支承位置的阻尼器对双转子系统振动影响的灵敏度。基于灵敏度分析结果，确定使用低压风扇轴前轴颈以及低压涡轮轴后轴颈位置的AMERDFD来抑制转子系统的振动。之后，采用跟踪滤波器、最小均方根算法与无模型自适应算法串联的控制结构，对双转子系统的振动主动控制进行了仿真分析。最后，在AMERDFD–双转子系统试验台上，进行了双转子系统加速过临界以及恒速条件下的振动主动控制试验。结果表明，基于所设计的串联控制器，AMERDFD能够明显地抑制双转子系统通过各阶临界转速时的振动，振动抑制最大可达87.5%。此外，所设计的串联控制器也能够在不明显改变其余测点振幅的情况下，有效地抑制恒速条件下转子目标位置的振动。

关键词：电磁型主控式弹性环干摩擦阻尼器双转子系统无模型自适应控制振动抑制

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力流变工艺对轴承滚道表面质量与精度的影响

中国机械工程 2025年第2期36卷 271-279页

作者：郭路广戴卓豪王东峰王旭吕冰海袁巨龙浙江工业大学机械工程学院杭州310014 衢州学院机械工程学院衢州324000 洛阳轴研科技有限公司洛阳471003

为获得高质量的套圈滚动面形貌,改善形状精度,提高轴承服役性能,采用力流变抛光技术设计了正交试验方案,确认了试验参数范围,研究了力流变加工过程中抛光速度、磨粒粒径和磨粒浓度对材料去除率(MRR)和表面粗糙度Ra的影响规律。对数据进... 详细信息

为获得高质量的套圈滚动面形貌,改善形状精度,提高轴承服役性能,采用力流变抛光技术设计了正交试验方案,确认了试验参数范围,研究了力流变加工过程中抛光速度、磨粒粒径和磨粒浓度对材料去除率(MRR)和表面粗糙度Ra的影响规律。对数据进行信噪比分析,采用方差分析方法得到工艺参数对加工结果的影响权重和最优工艺参数。对比了最优参数加工前后套圈的形状精度,建立了力流变加工模型来分析精度改善机理。结果表明,抛光速度对材料去除率和表面粗糙度的影响都最为显著,磨粒粒径和浓度的影响相对较低。在最优工艺参数(抛光盘转速90 r/min,磨粒粒径2.5μm,质量分数6%)下抛光90 min,Ra从初始的322 nm下降到12.982 nm,且方差不超过2.158 nm^(2),平均圆度从抛光前的约3.05μm下降到约1.67μm。仿真模型揭示了形状精度改善的原因是凸出部位易形成更高的材料去除率。研究结果表明,采用优化的力流变抛光工艺可有效提高轴承套圈滚道的表面质量和形状精度。在提高轴承服役性能的高质量加工方面,力流变抛光技术提供了一种可行方案。

关键词：力流变抛光轴承套圈超精密加工剪切增稠

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车内声场分区控制算法研究综述

汽车工程 2025年第1期47卷 1-12页

作者：张佳祥王岩松张声明郭辉谢晓龙刘宁宁上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620 申达(上海)科技有限公司上海201814

在汽车智能化进程中,车内声场分区控制技术在提升用户座舱的声学体验方面起着重要作用。本文对车内声场分区控制算法及应用进行了全面综述。首先介绍了该技术的提出背景和理论基础;然后深入分析了各类声场分区控制算法的发展脉络、控制... 详细信息

在汽车智能化进程中,车内声场分区控制技术在提升用户座舱的声学体验方面起着重要作用。本文对车内声场分区控制算法及应用进行了全面综述。首先介绍了该技术的提出背景和理论基础;然后深入分析了各类声场分区控制算法的发展脉络、控制原理及算法特点;最后基于现有研究进展,展望了声场分区控制技术在提高重放精度、算法鲁棒性以及声场均匀分布等方面的发展潜力,并探讨了限制该技术在车内广泛应用的一系列问题及解决方法。本综述旨在为车内声场分区控制的进一步研究提供参考,进而推动该技术在汽车领域的广泛应用。

关键词：车内声场控制扬声器阵列声场分区控制算法

考虑设备能耗耦合的制造价值流诊断与评价研究

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机械设计与制造 2025年第1期407卷 39-45页

作者：杨立军陈亮辉刘利军龙智新陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

针对传统设备能耗计算不考虑加工-物流耦合过程的问题,提出一种考虑设备能耗耦合过程的制造价值流诊断与评价体系,该体系包括诊断和评价两部分。首先,在诊断部分,提出一种融入工艺操作能耗和设备耦合过程能耗计算的新型能量价值流图(E-V... 详细信息

针对传统设备能耗计算不考虑加工-物流耦合过程的问题,提出一种考虑设备能耗耦合过程的制造价值流诊断与评价体系,该体系包括诊断和评价两部分。首先,在诊断部分,提出一种融入工艺操作能耗和设备耦合过程能耗计算的新型能量价值流图(E-VSM,Energy-Value Stream Mapping)绘制和分析方法,通过该方法不仅对设备层面进行详细的划分,还解决了加工-物流能耗耦合过程的问题。其次,从能源节约的角度,提出一种精益改善项目的评价方法,构建精益能耗计算(LIECC,Lean Improvement Energy Consumption Calculation)框架模型,通过该模型可以计算生产设备的各种能耗,并且定义了一种面向设备生产的能耗评估方法,进而评价企业实施精益改善项目的能源节约效果。最后,基于提出的制造价值流诊断与评价体系对某公司连接件产品进行价值流诊断和评价,能够降低车间设备30%以上的能耗,表明了该方法对降低制造能耗具有显著的效果。

关键词：设备能耗耦合过程能量价值流图诊断评价

凝结水蒸发对大气释放阀开启影响的数值模拟研究

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中国电机工程学报 2025年第4期45卷 1513-1520,I0023页

作者：陈和林高启航彭程吴江上海电力大学能源与机械工程学院上海市浦东新区201306

田湾核电厂在进行大修前大气释放阀前置隔离阀试验时,某阀门大气释放阀前置隔离阀多次试验存在超时情况,经现场检修确认,其内部存在凝结水。如果在核电厂遇到紧急情况需要泄压时出现该超时现象,则可能会导致内部堆芯余热不能及时排出,... 详细信息

田湾核电厂在进行大修前大气释放阀前置隔离阀试验时,某阀门大气释放阀前置隔离阀多次试验存在超时情况,经现场检修确认,其内部存在凝结水。如果在核电厂遇到紧急情况需要泄压时出现该超时现象,则可能会导致内部堆芯余热不能及时排出,甚至引发核燃料爆炸。大气释放阀内部流场较为复杂,且受制于高温高压的工作场景,实验的方法较难实现此研究,依靠数值模拟揭示大气释放阀开启的影响因素逐渐成为重要的手段,但是目前针对大气释放阀的大部分数值模拟均未考虑阀门内部凝结水随阀门内部泄压蒸发对阀门开启时间的影响。该文利用ANSYS Fluent对田湾核电站使用的大气释放阀前置隔离阀泄压过程进行数值模拟,研究了大气释放阀前置隔离阀上腔有无相变,及高温高压饱和水膜质量对阀瓣开启时间的影响。结果表明:当阀瓣上腔存在饱和水时,上腔泄压过程中会伴随饱和水的蒸发,上腔压力得到补偿,阀瓣开启时间延迟;阀瓣开启时间随上腔水膜质量的增加而单调递增,并从数学角度提出阀瓣开启时间与上腔水膜质量之间的预测关系式;最后,建议核电厂在后续使用和优化该阀门时,应增设加热保温功能,避免凝结水的产生,防止凝结水蒸发。

关键词：大气释放阀蒸发开启时间数值模拟

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时变负载下行星滚柱丝杠性能退化测试研究

组合机床与自动化加工技术 2025年第03期 67-72页

作者：陈魁赵永胜豆永强北京工业大学机械与能源工程学院北京精密机电控制设备研究所

为了探究时变载荷对行星滚柱丝杠的承载性能和传动精度退化的影响，提出了一种时变载荷下行星滚柱丝杠性能退化的测试方法。搭建了行星滚柱丝杠的性能测试装置，设计了补偿行星滚柱丝杠加载测试装置由于驱动链和加载链同轴度误差造成的... 详细信息

为了探究时变载荷对行星滚柱丝杠的承载性能和传动精度退化的影响，提出了一种时变载荷下行星滚柱丝杠性能退化的测试方法。搭建了行星滚柱丝杠的性能测试装置，设计了补偿行星滚柱丝杠加载测试装置由于驱动链和加载链同轴度误差造成的倾覆力矩影响的连接结构，并对行星滚柱丝杠传动精度测试装置进行了误差校正。进行了时变工况下行星滚柱丝杠的性能退化测试，对比分析了行星滚柱丝杠传动精度在带载测试和空载测试时的不同。根据测试的结果将行星滚柱丝杠性能退化分为3个阶段：正常退化阶段、加速退化阶段和失效阶段。为行星滚柱丝杠的动态性能测试提供了技术支撑。

关键词：行星滚柱丝杠测试方法时变载荷误差校准性能退化

动力机械内力拓扑模型二元动力传递函数及应用研究

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振动与冲击 2025年第2期44卷 73-83,119页

作者：郝慧荣赵文超杨子明王佳苇任江鹏刘占峰内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051

伴随动力机械轻量化的发展,运动部件与机体的质量比增大,将引发明显的机体振动。为研究轻量化条件下的动力机械机体固有频率与内部质量比的关系,设计了模拟动力机械不同质量比的试验台架,在其静态和动态工况下进行振动测试,发现两者固... 详细信息

伴随动力机械轻量化的发展,运动部件与机体的质量比增大,将引发明显的机体振动。为研究轻量化条件下的动力机械机体固有频率与内部质量比的关系,设计了模拟动力机械不同质量比的试验台架,在其静态和动态工况下进行振动测试,发现两者固有频率存在差异;建立起内力联接的动力隔振内力拓扑模型,解释固有频率差异的原因;推导关于质量比、频率比的二元动力传递函数并从侧视和俯视两个角度对三维曲面进行分析。结果表明,在轻量化背景下,动力机械机体固有频率存在随着质量比增加而向大值漂移的现象,研究中的二元动力传递函数能够表达内力模型下动力机械固有频率的分布特性,可以为动力机械系统参数辨识及隔振器设计提供理论基础。

关键词：内力拓扑模型动力传递函数固有频率峰值曲线拟合