检索结果-南通市图书馆

基于推广疲劳-蠕变等效转换理论的高温条件载荷谱编制方法

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推进技术 2022年第9期43卷 323-329页

作者：王常宇李政广秦海勤徐可君肖阳海军航空大学青岛校区航空机械工程与指挥系山东青岛266041

针对现有载荷处理方法对高温条件下保载时间内损伤的忽略或考虑不足问题,对疲劳-蠕变转换理论进行了推广,给出普适的转换模型建立流程,以此修正雨流计数中的等值点压缩、小幅值剔除等数据压缩步骤,从而获得了能够量化全工况保载损伤的... 详细信息

针对现有载荷处理方法对高温条件下保载时间内损伤的忽略或考虑不足问题,对疲劳-蠕变转换理论进行了推广,给出普适的转换模型建立流程,以此修正雨流计数中的等值点压缩、小幅值剔除等数据压缩步骤,从而获得了能够量化全工况保载损伤的高温条件载荷谱编制方法。在航空发动机高压涡轮盘上的应用表明:本方法考虑了全工况等值及小幅值载荷贡献的疲劳-蠕变耦合损伤,其相当于纯疲劳循环(传统雨流法)的298.25%,比常规转换方法多236.91%;寿命预测误差为8.35%,较常规转换方法降低了95%,仅为传统雨流法的2.5%,证明了优化的高温条件载荷谱编制方法的应用价值。

关键词：航空发动机保载时间雨流计数法载荷谱寿命预测

双转子-支承-机匣耦合系统碰摩振动响应分析及试验验证

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机械工程学报 2019年第19期55卷 75-83页

作者：秦海勤张耀涛徐可君海军航空大学航空机械工程与指挥系(青岛校区)

以某型航空发动机双转子试验器为研究对象,采用Newmark-β数值积分方法求解系统的动力学响应,在考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形及其运动的基础上,建立了碰摩故障双转子-支承-机匣耦合系统动力学模型,理论分析了转速、转... 详细信息

以某型航空发动机双转子试验器为研究对象,采用Newmark-β数值积分方法求解系统的动力学响应,在考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形及其运动的基础上,建立了碰摩故障双转子-支承-机匣耦合系统动力学模型,理论分析了转速、转子偏心量和碰摩刚度对转子系统动力学特性的影响并进行了相关试验。研究结果表明:发生碰摩故障时,转子和机匣测点频谱分析图中会出现转子的倍频和组合频率,可将其作为判断系统发生局部碰摩的特征信号;随着转子偏心量和碰摩刚度的增大,碰摩幅值响应愈加明显,碰摩程度亦愈加严重;机匣测点振动量值存在衰减,后续理论建模过程中应考虑传递过程的衰减。本研究结论可为碰摩故障机理的探究和碰摩故障的诊断提供参考。

关键词：双转子-支承-机匣系统碰摩动力学特性频谱分析

基于Bodner-Partom理论的FGH96合金本构建模研究

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材料导报 2020年第16期34卷 16125-16130页

作者：肖阳秦海勤徐可君海军航空大学青岛校区航空机械工程与指挥系青岛266041

为研究某航空发动机涡轮盘典型材料粉末高温合金FGH96高温下的变形特性,基于Bodner-Partom(B-P)统一粘塑性本构理论对其高温下的力学行为进行本构建模。开展了550℃下的单轴拉伸及低周疲劳试验,利用Levenberg-Marquardt算法对模型参数... 详细信息

为研究某航空发动机涡轮盘典型材料粉末高温合金FGH96高温下的变形特性,基于Bodner-Partom(B-P)统一粘塑性本构理论对其高温下的力学行为进行本构建模。开展了550℃下的单轴拉伸及低周疲劳试验,利用Levenberg-Marquardt算法对模型参数进行了优化识别。采用隐式积分算法将本构方程离散为差分方程组,推导了一致切线刚度矩阵,为提高积分过程的精度和可靠性,引入以非弹性应变增量为度量的积分步长控制策略。通过用户子程序接口UMAT将B-P模型引入到ABAQUS有限元软件中进行数值模拟。结果表明:高温下FGH96材料表现出一定的率相关性及循环软化特性,模拟曲线与试验结果平均相对误差在10%以内,具有较好的一致性,说明B-P模型能够较好地模拟FGH96合金高温下的变形特性,验证了本实验模型与UMAT子程序的准确性。

关键词：粉末高温合金变形特性粘塑性本构模型有限元

新型航空铝合金材料复杂形貌点蚀损伤应力集中效应分析

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国防科技大学学报 2021年第2期43卷 93-101页

作者：刘治国李旭东陈川海军航空大学青岛校区航空机械工程与指挥系山东青岛266041

根据7B04铝合金材料试件模拟加速点蚀试验检测结果,并结合铝合金材料点蚀行为机制、微观结构特征与随机性过程本质,构建由多个微观椭球体合成的楔入型与合围型两种典型复杂形貌点蚀损伤模型。采用ANSYS有限元方法建模并基于线弹性断裂力... 详细信息

根据7B04铝合金材料试件模拟加速点蚀试验检测结果,并结合铝合金材料点蚀行为机制、微观结构特征与随机性过程本质,构建由多个微观椭球体合成的楔入型与合围型两种典型复杂形貌点蚀损伤模型。采用ANSYS有限元方法建模并基于线弹性断裂力学,对上述两种点蚀损伤模型的应力集中效应进行计算与分析。研究发现:两种复杂形貌特征的点蚀损伤模型产生的应力集中系数数值基本相当,各个微观椭球体蚀坑分别对应力分布产生影响并相互干涉与叠加,造成复杂形貌点蚀损伤模型的应力集中系数数值增大;两种复杂形貌点蚀损伤模型的应力主要集中在各个微观椭球体蚀坑交会的位置,大都位于宏观点蚀损伤的侧边;两种复杂形貌点蚀损伤模型的应力集中效应作用区域的尺寸与铝合金材料微观晶粒尺寸、点蚀萌生的短裂纹初期尺寸基本相当。

关键词： 7B04铝合金应力集中效应复杂形貌点蚀损伤微观椭球体蚀坑

基于疲劳-蠕变载荷等效转换的涡轮盘载荷谱编制及寿命预测

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推进技术 2020年第10期41卷 2316-2324页

作者：肖阳徐可君秦海勤贾明明海军航空大学青岛校区航空机械工程与指挥系山东青岛266041

针对雨流计数法在峰谷值提取时进行等值压缩,忽略保载时间的问题进行了改进,提出了一种基于损伤曲线的疲劳-蠕变载荷等效转换方法。利用非线性疲劳损伤累积函数和损伤等效原则,建立了不同应力水平、不同保载时间下疲劳-蠕变载荷与疲劳... 详细信息

针对雨流计数法在峰谷值提取时进行等值压缩,忽略保载时间的问题进行了改进,提出了一种基于损伤曲线的疲劳-蠕变载荷等效转换方法。利用非线性疲劳损伤累积函数和损伤等效原则,建立了不同应力水平、不同保载时间下疲劳-蠕变载荷与疲劳载荷之间的等效换算模型。利用涡轮盘材料试验数据,计算了不同循环加载条件下的等效换算比,得到了其随保载时间的变化规律。利用改进的雨流计数法,编制了航空发动机高压涡轮盘载荷谱,并将其与寿命-时间分数预测法相结合,得到了涡轮盘剩余寿命。结果表明,改进的雨流计数法综合考虑了疲劳-蠕变耦合损伤对涡轮盘寿命造成的影响,相比于传统雨流计数法,寿命预测误差降低了15.02%,验证了该方法的有效性。

关键词：雨流计数法等值压缩保载时间等效转换载荷谱寿命预测

海洋环境下G827/3234复合材料老化机制及当量加速关系

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复合材料学报 2018年第12期35卷 3304-3312页

作者：陈跃良王安东卞贵学张勇海军航空大学青岛校区航空机械工程与指挥系青岛266041

开展了G827/3234复合材料的实验室加速老化试验和实海随舰自然暴露试验,借助万能试验机、光学显微镜、SEM、DMA、FTIR等设备和技术,观测了老化前后G827/3234试件的表面及断口形貌、力学性能、组织成分等;改进了G827/3234复合材料自然老... 详细信息

开展了G827/3234复合材料的实验室加速老化试验和实海随舰自然暴露试验,借助万能试验机、光学显微镜、SEM、DMA、FTIR等设备和技术,观测了老化前后G827/3234试件的表面及断口形貌、力学性能、组织成分等;改进了G827/3234复合材料自然老化的强度中值曲线回归分析方法,基于强度保持率确定了加速老化对自然老化的当量加速关系并加以验证。结果表明:加速老化1个月后,G827/3234的弯曲强度和弯曲模量分别下降1.43%和4.45%,层间剪切强度降幅为8.80%,抗疲劳性能基本不变,玻璃化转变温度下降6.2℃,内耗增大,储能模量下降约5GPa;得到了其加速老化机制及在海洋环境中自然老化时的强度中值方程;确定了加速老化对自然老化的当量系数为4.52,二者老化机制基本一致,所得系数有效、可用。

关键词：海洋环境复合材料力学性能老化当量加速

基于改进势能法的直齿轮时变啮合刚度计算方法研究

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机械传动 2023年第2期47卷 1-7页

作者：徐可君焦为秦海勤海军航空大学航空机械工程与指挥系(青岛校区) 山东青岛266041

以势能法为基础,将轮齿全齿廓分为渐开线部分和过渡曲线部分,提出一种改进的直齿轮时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了齿根过渡曲线的参数方程,基于渐开线起始点半径、基圆半径和齿根圆半径的相对大小关系,建立了不同齿数情况下的轮齿... 详细信息

以势能法为基础,将轮齿全齿廓分为渐开线部分和过渡曲线部分,提出一种改进的直齿轮时变啮合刚度计算方法。该方法考虑了齿根过渡曲线的参数方程,基于渐开线起始点半径、基圆半径和齿根圆半径的相对大小关系,建立了不同齿数情况下的轮齿模型,对渐开线齿廓部分的积分上限进行了修正,使得轮齿模型更为精确。对不同齿数情况下的轮齿时变啮合刚度进行计算,将改进前后方法的计算结果进行对比。结果表明,由于渐开线齿廓起始点半径和基圆半径不重合导致的计算误差会随着齿数的增加而增大;对于齿数相差较大的轮齿进行时变啮合刚度计算时,应根据齿数大小分情况进行啮合刚度计算;若用统一的轮齿模型进行计算,可能会带来较大的计算误差。参考有限元法计算结果,分析了误差产生的原因,验证了本文中所提方法的有效性。

关键词：改进势能法直齿轮时变啮合刚度不同轮齿模型

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大齿数裂纹直齿轮时变啮合刚度算法研究

机械传动 2023年第6期47卷 8-15页

作者：焦为徐可君秦海勤海军航空大学航空机械工程与指挥系(青岛校区) 山东青岛266041

针对齿数大于41的直齿轮,基于切齿几何和齿轮啮合原理,明确渐开线齿廓起点和渐开线与基圆交点的区别,引入过渡曲线参数方程,对基于能量法的时变啮合刚度计算公式进行改进,全面建立了不同裂纹水平的故障轮齿模型。在此基础上,以斜线作为... 详细信息

针对齿数大于41的直齿轮,基于切齿几何和齿轮啮合原理,明确渐开线齿廓起点和渐开线与基圆交点的区别,引入过渡曲线参数方程,对基于能量法的时变啮合刚度计算公式进行改进,全面建立了不同裂纹水平的故障轮齿模型。在此基础上,以斜线作为有效齿厚削减限制线,使得裂纹轮齿模型更严格、考虑因素更全面。参考有限元法计算结果,分别讨论了模型修正、裂纹程度、有效齿厚削减限制线具体形式等因素对时变啮合刚度的影响。计算结果表明,未修正轮齿模型会导致大齿数裂纹齿轮时变啮合刚度计算结果偏小;啮合刚度降低程度随裂纹水平的增大而不断增加。根据裂纹水平给出了有效齿厚削减限制线的建模建议:当裂纹水平较低时,有效齿厚削减限制线宜采用直线;当裂纹水平较高时,采用直线会产生较大误差;采用斜线不仅便于计算,同时能够满足计算精度需求,具有更强的实用性。

关键词：大齿数齿根裂纹不同裂纹程度有效齿厚削减限制线时变啮合刚度

基于有限元模型的裂纹故障齿轮系统动力学响应分析

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机械传动 2023年第7期47卷 96-106页

作者：焦为徐可君秦海勤海军航空大学航空机械工程与指挥系(青岛校区) 山东青岛266041

为更好地揭示齿根裂纹故障对齿轮系统动力学特性的影响,开展了“故障机制分析—齿轮系统建模—裂纹故障试验”的全过程研究。首先,考虑更为真实的齿根过渡曲线和有效齿厚削减限制线,建立了更严格的裂纹轮齿模型,对传统势能法求解啮合刚... 详细信息

为更好地揭示齿根裂纹故障对齿轮系统动力学特性的影响,开展了“故障机制分析—齿轮系统建模—裂纹故障试验”的全过程研究。首先,考虑更为真实的齿根过渡曲线和有效齿厚削减限制线,建立了更严格的裂纹轮齿模型,对传统势能法求解啮合刚度进行改进,研究了6种不同深度裂纹的刚度变化;其次,针对传统集中参数模型的不足之处,基于Timoshenko梁单元理论建立了齿轮-转子系统有限元动力学模型;最后,采用Newmark-β法求解正常/不同深度裂纹故障的齿轮系统的动力学响应,考虑转速的影响,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,齿根存在裂纹时,加速度响应存在周期性冲击特征,频域中的边频带现象出现在啮合频率及其谐波附近;冲击成分在时域和频域中的强度与裂纹深度、转速均成正相关关系。仿真结果和实测信号表现出一致特征,验证了该方法的正确性。

关键词：时变啮合刚度齿根裂纹有限元模型振动特征分析