基于改进的瞬态传递矩阵法的风力发电机转子建模与分析

风力发电机转子的动力学特性是风力发电机组的关键性能.为解决风力发电机转子动力学有限元仿真的时效问题,本文提出改进的瞬态传递矩阵法分析风力发电机转子瞬态响应.以变截面轴段方式改进轴段单元加速度传递矩阵,使其适用于锥形支撑结构类型,采用Riccati分块矩阵递推,获得计算风力发电机转子的瞬态传递矩阵法.最后,作为算例,对一划分为19个轴段的风力发电机转子作了计算,并与Runge-Kutta法进行对比,验证了本文方法的高效性.     

对刚体平面运动动力学方程∑i Miz′=(dL_(z′))/(dt)的讨论

指出了平面运动刚体在一般情况下其质心加速度不为零,过质心轴是惯性系中平移加速轴,研究刚体绕此轴的转动要考虑惯性力及其力矩,讨论了平面运动刚体的动力学方程.结果显示:对质心轴,惯性力的力矩之和为零,动力学方程与惯性系中对固定轴的动力学方程相同;对非质心轴,惯性力的力矩之和不为零,动力学方程与惯性系中对固定轴的动力学方程不同.     

齿轮-转轴-轴承传动振动特性仿真与实验研究

以某齿轮-转轴-轴承传动系统为对象,考虑齿轮啮合效应、转轴柔性、齿轮和转轴的陀螺效应及支撑轴承,建立了传动系统的有限元节点法动力学模型.通过求解振动控制方程对应的特征值方程得到系统的临界转速,运用数值方法仿真得到齿轮副的动态传动误差和振动加速度等振动响应,基于测试平台对相关振动响应进行实验测量和分析,验证理论分析结果的正确性.结果表明:当齿轮副含较明显的轴频误差激励时,动态传动误差低频特性较为突出,频谱分量主要以轴频响应为主;同时,在啮合频率附近有微弱的高频响应被激励出来,而支撑轴承处的振动位移和振动加速度频谱分量主要以啮合频率及其低倍频为主.理论模型用于分析动态传动误差和振动加速度的共振临界转速时具有较高的有效性,共振波峰出现的转速区域的理论结果与实验结果较为一致.     

载荷参数对风力发电机锥形转子系统特征值的影响

转子不对中会造成运行故障和载荷参数改变.通过传递矩阵法,采用锥形类轴单元处理锥形转子,建立不对中风力发电机锥形转子系统的模型,并计算其特征值.分析锥形轴段单元数对其特征值的影响,讨论轴向载荷和扭矩载荷参数对风力发电机锥形转子系统特征值的影响.为风力发电机锥形转子系统不对中故障研究提供指导.     

直升机双速传动系统低速挡动力学建模与特性分析

研究双速传动系统的动力学特性,对提高直升机的机动性和经济性有着重要意义.针对直升机双速传动系统低速挡,采用集中参数法建立了五自由度动力学模型,并运用Runga-Kutta法对非线性方程进行了数值求解,研究了输入和输出两根中间连接轴的扭转刚度对齿轮副动态传递误差、动载系数以及超越离合器滑溜角的影响.结果表明,当输出轴的扭...     

与上升器共体的样品整形装置结构力学分析及优化

为提高钻取采样整形装置的结构性能,提出了与上升器对接被动段共体支撑的整形装置支撑方案.采用有限元法对整形装置进行模态分析、主动段过载响应分析、着陆缓冲加速度响应分析等动力学特性研究,并对整形装置结构进行改进.通过修改整形装置的支撑构架布局,缩短了丝杠顶端力传递到上升器对接结构被动段处的传力路径,有效提高了系统动态刚度.分析计算结果表明:改进后的整形装置自然频率显著提升,1阶模态达到47 Hz以上,保证了整形装置在外界动态载荷作用下的动力学响应.     

钨极惰性气体保护焊焊枪运动姿态的传感与验证

针对实时准确传感反映焊工焊接经验及技能的焊枪运动姿态问题,设计组建了基于有线惯性测量单元的姿态传感实验系统,以实时获得焊枪姿态的原始数据,并进行了惯性测量单元输出精度的静、动态标定实验.为获得焊枪钨极尖端的空间运动姿态数据,建立了惯性测量单元-万向节-熔池三者间的坐标转换数学模型,并通过实验对其准确性和合理性进行验证.结果表明:惯性测量单元的输出精度为0.01°,其相对自身x、y坐标轴的夹角α和β的测量误差均小于1.2°,与z轴的夹角γ的最大测量误差为1.05°,满足焊枪姿态角的测量要求;所建立的焊枪姿态角转换数学模型合理,能够获得可接受误差范围内的有效焊枪钨极尖端空间姿态角.     

基于整体传递矩阵法的直齿啮合耦合单元传递矩阵研究

对齿轮传动系统各转子间齿轮啮合效应进行了动力学分析,根据拉格朗日方程和达朗伯原理建立了系统的动力学方程,推导出平行轴直齿圆柱齿轮啮合耦合单元传递矩阵,进而建立了系统的整体传递矩阵,并编程代入整体边界条件求出了多转子轴系的临界转速.     

惯性矩(积)的转轴公式的图解分析

介绍了惯性矩(积)的转轴公式的图解分析方法，并用此方法确定主惯性矩和主惯性轴的位置．     

非对称Ⅲ型界面裂纹受变载荷作用下的解析解

采用复变函数论的方法,对非对称Ⅲ型界面裂纹的动态扩展问题进行了研究.通过自相似方法,并根据任意自相似指数的非对称动态扩展问题进行自相似求解,导出解析解的一般表达式.采用自相似函数的方法可以轻易地将所论问题转化为Riemann-Hilbert问题,并求得了扩展裂纹表面分别受到运动变载荷Px2/t2、Px作用下的位移、应力和动态应力强度因子的解析解.利用这些解并采用叠加原理,就可以求得任意复杂问题的解.这些解在断裂动力学以及弹性动力学、静力学问题当中具有重要的应用价值和理论意义.     

用动态有限元法计算加筋板固有频率

采用含有频率变量的形函数代替静态形函数求解结构的振动问题。在Przemieniecki动态有限元概念的基础上,分别构造了Timoshenko梁单元和任意四边形板单元的动态形函数阵并推得其刚度阵和质量法,应用动态有限元法计算加筋板的固有振动频率,结果表明动态有限元法比一般有限元法精度高,更适用于求解结构的动力响应问题。     

9轴MEMS-IMU实时姿态估算算法

随着对微机电系统-惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit, MEMS-IMU)在室内定位、动态追踪等应用领域中的需求日益迫切, 使得具有高精度、低成本和实时性的MEMS-IMU模块设计成为研究热点. 针对MEMS-IMU的核心技术--姿态估算进行研究, 设计了一种基于四元数的9轴MEMS-IMU实时姿态估算算法. 该算法运用分解四元数算法处理加速度和磁感应强度数据, 计算出静态四元数; 通过角速度与四元数的微分关系估算动态四元数; 运用卡尔曼滤波融合动、静态四元数, 进而实现实时姿态估算. 针对分解四元数算法中存在的奇异值问题, 提出了转轴补偿方法对其修正, 以实现全姿态估算; 考虑动态情况下的非线性加速度分量对姿态估算精度的影响, 设计了R自适应卡尔曼滤波器, 以进一步提高姿态估算算法的精度. 验证结果表明, R自适应卡尔曼滤波器能够有效抑制加速度噪声, 提高姿态估算精度; 同时, 转轴补偿-分解四元数算法能够准确估算奇异值点的姿态信息, 并且计算时间仅为原“借角”补偿方法的50%左右, 有效提高了整体算法的实时性.     

强夯加固的动态有限元法分析研究

在动态形函数的基础上,提出了强夯动力计算机的动态有限元单元法,建立和推导了相关的有限元公式。该方法克服了以往一般有限元法计算强夯动力问题是无法考虑加固土质振动特性等缺点,能较实际地反映强夯加固的动力特性。     

锥齿轮间歇运动机构综合与分析

本文论述用不完全锥齿轮机构实现传递两相交轴的间歇运动。文中对该机构的工作原理,啮合过程,进行了分析.并对该机构(含锁止圆锥)的设计方法进行了讨论.特别对机构中首末齿设计提出了新的见解.     

惯性圆锥破碎机的动力学特性分析

通过对惯性圆锥破碎机的结构进行分析,建立系统三维模型和虚拟样机模型.以ADAMS软件为平台进行动态仿真,分析动锥的受力和系统的破碎力,研究减振器对系统工作状况的影响.仿真结果表明:系统的破碎力平均值达6.66×105N,足以破碎合金等坚硬物料;选择适当的减振器能使系统具有更好的动力学特性.     

基于有限体积法求解FGM动态响应及固有特性

采用有限体积法研究功能梯度材料(FGM)的动态响应及固有特性.基于交错非结构有限体积方法离散弹性动力学方程,通过显格式推进求解离散方程.加速度、速度及位移定义在网格节点上,物性参数定义在网格单元中心.采用双线性四边形单元和常应变三角形单元处理混合网格问题.数值模拟FGM试件的动态响应及固有频率,结果表明所提方法可以有效地模拟功能梯度材料动态响应及固有频率.     

矿用牙轮钻机动态参数测取

本文讨论了矿用牙轮钻机动态轴压、扭矩、应力响应及振动参数的测取。在实测中,采用了先进的遥测技术。结合理论计算结果,对实验信号进行了测量误差分析,说明所采用的测试手段是可行的,所得到的测试结果是令人满意的。     

某型号空调压缩机转轴摩擦磨损试验机的开发

为研究某房间空调器压缩机转轴外柱面的耐磨特性,设计了面向该型号压缩机转轴的摩擦磨损试验机.针对目标试验转轴的几何结构特征与压缩机的运行工况,采用"轴-V形作用块"线接触副作为摩擦单元的试验方式,即采用轧辊式转动支撑方式以提高目标试验转轴的支承刚度,采用柱塞倍增载荷方式以等效模拟实际工况下转轴的受力环境、甚或以超载受力工...     

风洞模型角度调节机构的动态特性分析

为了验证风洞模型角度调节机构以某种频率工作时,机械系统的惯量、刚性及阻尼对试验结果是否有影响,建立了角度调节机构的动力学方程及相对应的数学模型,并用MATLAB/SIMULINK软件进行动态特性分析;机构中构件存在惯性,并且具有一定的刚性及阻尼,由于风洞模型角度调节机构是一种精度要求较高的系统,为保证计算结果的准确性,在建立角度调节机构的动力学方程时必须考虑这些因素;当角度调节机构处于极限工况时,仿真结果表明:模型输出轴的角位移动态响应曲线基本上与期望曲线重合,只存在极小的误差,机械系统的惯量、刚性及阻尼对试验结果的影响是极小的。     

论动态统计信息理论

将现有的静态统计信息理论拓展至动态过程,建立以动力学系统的信息和信息熵的演化规律为主题及其应用的动态统计信息理论.从态变量演化方程出发,推导出表述信息熵和信息的演化规律的动态信息熵密度和动态信息密度的非线性演化方程.这两个方程表明:信息熵密度随时间的变化率是由其在坐标空间和态变量空间的漂移、扩散和产生三者引起的;而信息密度随时间的变化率则是由其在坐标空间和态变量空间的漂移、扩散和减损三者引起的.给出了漂移信息流和扩散信息流的表达式、信息减损率和信息熵产生率的简明公式.证明了动力学系统内的信息减损(或增加)率等于它的信息熵产生(或减少)率,信息扩散与信息减损同时发生.得到了反映传递过程动态特性的动态互信息公式,它在信道长度与信号传递速度之比趋于零的极限情况下变为现有的静态互信息公式.这些结果都是从信息和信息熵演化方程统一得出的,未增加新的假设.作为这些理论公式的应用,研究和计算了布朗运动的漂移扩散传递、热缺陷产生动力学及分子马达3个动力学课题的信息熵和信息的变化式,给出了高斯信道的动态互信息公式.