带阻尼套筒的迷宫气封结构振动特性研究

对带阻尼套筒的迷宫气封结构进行了振动特性的计算分析,通过建立接触面刚度矩阵来模拟阻尼套筒对迷宫气封结构固有振动特性的影响.重点分析了结构固有频率随刚度比β、质量比γ和转速Ω的变化情况,并对结构的振型协调共振问题进行了分析;对各参数进行无量纲处理,使所得结论具有通用性.     

考虑三维接触的篦齿封严组件模态计算研究

研究了三维接触状态的带阻尼套筒的篦齿封严结构模态的计算方法,通过建立接触面刚度矩阵来模拟阻尼套筒对篦齿封严结构固有振动特性的影响,结果表明该方法对篦齿封严组件模态计算是行之有效的.     

基础激励下黏弹性阻尼复合薄板的振动响应有限元分析

为了更好地研究黏弹性阻尼的减振特性,亟需建立黏弹性阻尼复合结构的动力学分析模型并进行振动响应分析.本文以基础激励作用下的悬臂板为例,研究采用有限元获得黏弹性阻尼复合板振动响应的方法.首先,建立了基础激励作用下黏弹性阻尼复合板的有限元方程,推导了复合结构刚度矩阵、质量矩阵的求解公式;然后,描述了黏弹性复合结构振动响应的求解方法;最后,以一个基体材料为Ti-6Al-4V,阻尼材料为ZN-1的复合悬臂板为例,进行了实例研究,分别用本文方法和ANSYS软件求解了黏弹性阻尼复合板的频域响应.结果表明,采用两种方式获得的频域响应的结果基本一致,验证了所开发的黏弹性复合板有限元分析程序的正确性.上述研究为基于黏弹性材料频率依赖性,分析复合结构的振动响应特性提供了参考.     

一种求解含围带阻尼成圈叶片振动响应的高效方法

针对含围带阻尼成圈叶片的非线性振动响应计算时自由度多、迭代求解计算量大的问题,综合波传动法、高阶谐波平衡法及Receptance法推导了一种求解含围带阻尼成圈叶片振动响应的高效方法。根据成圈叶片结构周期对称的特点,采用波传动法,将含围带阻尼成圈叶片降阶为一个基本扇区进行振动分析,接触面的非线性摩擦力可由单个扇区的位移结合干摩擦模型求得;将降阶后单个扇区的时域振动微分方程由高阶谐波平衡法转化为频域代数方程,通过叶片正则振型的正交性对频域的振动方程进行解耦,并利用叶片局部非线性的特点对非接触面上的线性自由度进一步缩聚,从而减少非线性迭代的规模,提高计算效率。算例结果表明:采用所提求解方法的响应计算结果与采用整体模型的结果相差小于0.33%,计算时间缩短为原来的10%,验证了该方法的正确性、高效性,同时采用该方法研究了真实围带阻尼叶片的非线性振动响应。     

某航空发动机压气机叶-盘耦合振动分析

基于循环对称结构模态分析基本理论,建立并验证压气机叶-盘结构耦合振动特性分析方法和流程。在能够线性求解的前提下,考虑叶-盘间实际连接情况,不忽略叶片榫头与轮盘榫槽间应力状态对振动特性的影响。选取某民航发动机高压压气机第三级叶-盘结构为分析对象,提取结构特征参数,在ANSYS软件中建立起叶-盘结构的三维有限元模型,并进行耦合振动仿真分析。首先计算该叶-盘结构在不旋转工况下的频率和振型,然后计算其在常用转速工况下存在预应力时的频率和振型,分析得到离心载荷对频率和振型的影响规律。最后分析其行波振动特性,计算3节径1,3,5阶行波节径振动频率。考虑外缘叶片受到周期性气体力对叶-盘的激振影响,画出共振特性曲线,为后续结构分析和排故提供依据,同时也为压气机叶-盘结构的振动特性分析提供了便于工程应用的方法。     

轮盘搭接干摩擦接触结构转子减振特性研究

轮盘搭接干摩擦接触结构转子广泛应用于航空发动机、燃气轮机等机械中，搭接结构在旋转时系统的振动响应发生变化，会影响设备的正常运转，因此有必要对搭接摩擦结构转子的振动特性进行研究。考虑到搭接结构的接触面的干摩擦特性，采用带有迟滞特性的宏观滑移模型模拟搭接结构的接触面摩擦，将转子工作时搭接结构接触面的非线性摩擦力转化为等效刚度和等效阻尼的影响。搭建搭接转子试验台，并与非搭接结构转子和螺栓连接结构转子进行对比，试验结果表明：当轮盘搭接结构转子旋转时，搭接接触面出现相对滑移，通过摩擦耗散振动能量，从而达到减振效果；螺栓连接结构和搭接结构均可降低转子振动加速度的最大值，且轮盘搭接结构转子的减振效果优于螺栓连接结构转子；增加搭接间隙会导致振动位移增大。     

薄壁杆件结构一维有限元精确刚度矩阵

薄壁杆件结构广泛应用于公路桥梁、航空、造船、海洋工程等领域,但其结构分析计算较为复杂,为了得到更好的计算效果,研究了其静力分析的新方法。考虑弯扭耦合作用并重新推导了广义力和广义位移的关系,求解静力下的微分方程组时,把矩阵特征值解法与多项式特征解法结合在一起,得到了用于薄壁结构静力分析计算的有限元精确刚度矩阵。编写了有限元计算程序并引入算例验证,算例的结果表明:该方法的计算结果高效、准确,只用很少的有限元单元数目便可得到很精确的计算结果。     

正交异性薄板的振动能量传递特性

为了解决正交异性薄板的中高频振动问题,引入结构声强概念研究其振动能量传递特性。首先,对正交异性薄板能量密度控制方程进行有限元离散处理,推导出能量有限元方程,并且通过数值算例将其与经典模态法对比,计算结果验证了方程的正确性;然后,求解能量有限元方程得到结构声强场,同时以流线可视化方式更直观地呈现结构振动能量传递特性;最后,应用该方法分析了不同局部阻尼分布位置对正交异性薄板的振动能量传递特性的影响。分析结果表明:正交异性材料属性使振动能量优先沿着弯曲刚度较小方向流动;值得注意的是,局部阻尼分布在很大程度上决定了振动能量分布以及流向,研究对工程振动特性分析以及阻尼位置优化有一定的指导意义。     

对称结构自振特性的一个算法

对称结构的自振特性计算,一般是沿对称面剖开按半个结构计算。但必须在剖分面上按对称、反对称振型作不同的边界处理,建立不同的刚度矩阵,然后分别求解,步骤较烦。下面介绍的方法经多年教学实践证明更为直观明了,易学易懂,兹举二例说明。 一长为5l,张力为T的弦,等间距且对称地布置4个集中质量。其自由振动方程为设其对称振型的形式为｛u｝=｛1xx1｝T,代入(a)并展开其前二行,得解之得这就决定了全部对称自振特性。若令｛u｝=｛1x-x-1｝T,可按同样步骤获得全部反对称自振特性显见其求解十分简单。 用通常方法求解非比例阻尼自振特性时,要将…     

公路简支梁桥在车辆荷载作用下的动力响应分析

把车辆和桥梁看作两个分离的子系统,分别应用d’Alembert原理和有限元法建立它们的振动微分方程,通过两个子系统之间的位移协调条件和相互作用力相等的原则将车辆和桥梁的振动微分方程耦合起来.利用有限元软件ansys的二次开发APDL语言编写了求解车桥耦合系统振动微分方程的命令流,以路面随机不平顺为激振源,进行了车桥耦合系统动力响应的计算,研究了路面不平顺及车辆参数对桥梁动力响应的影响.计算结果表明,路面等级、车速、车辆悬架刚度、车辆悬架阻尼对桥梁结构动力响应的影响明显;车重、轮胎阻尼、轮胎刚度的影响次之.