用 SAP 84程序对纺纱锭子的优化设计

本文运用 SAP84结构有限元通用程序计算了国产 D1203型锭子的前四阶固有频率及振型,解出该锭子的第二固有频率接近于工作速度区,并运用正交设计方法对锭子的几个结构参数进行了初步优化设计,指出欲提高锭子第二阶固有频率,降低噪声,可采取适当缩短锭杆长度,增加上支承弹性的方法。     

高速低噪声锭子

本文研制了一种双弹性支承的高速低噪声锭子。上轴承支承的弹性系数根据有限元分析来确定,弹性支承形式采用橡胶吸振圈,橡胶吸振圈的参数设计满足弹性系数的要求,该双弹性支承锭子适宜于高速且噪声低,已获高速低噪声锭子中国专利。     

锭子弹性支承刚度对其临界转速的影响

采用传递矩阵法分析计算了一种新型双弹性支承纺纱锭子的临界转速,作出了锭子临界转速与支承动刚度参数关系曲面,并采用模态测试方法验证了锭子计算模型及结果。其方法和结果对于锭子以及纺织工程中的其他高速转子的弹性支承优化设计具有实际的参考价值。     

细纱锭杆的运动稳定性

本文论述环锭纺细纱锭杆在强迫振动过程中受到材料内摩擦效应、润滑油膜效应等形成的切向力的干扰;当该力大于锭杆振动系统特有的切向阻尼力时,锭杆产生频率 p 的增幅自激振动,其运动属于不稳定。但因锭子结构里的阻尼力同时也被激增,当两力成平衡时锭杆就转变为频率ω_n 的等幅自激振动,其运动属于稳定极限情况,锭端轨迹呈现摆线。这种现象只在锭速高于第一临界转速时才出现,并可以根据锭端轨迹的特征来判别自激振动的产生因素。     

三弹性支承纺纱锭子的研究——第二部分:运动方程及临界转速

本文采用低刚度小阻尼弹性支承理论和刚体动力学理论建立了新型锭子——低刚度小阻尼三弹性滑动轴承支承纺纱锭子的力学模型和运动微分方程;由运动微分方程导出了锭子临界转速的计算公式及二临界转速的估算公式;在不同参数下实际计算了锭子的临界转速值,并分析了参数的变化对锭子临界转速的影响;得出了一些有用的结论。     

三弹性支承环锭纺细纱锭子的研究——第一部分:结构及原理

本文在系统地分析了细纱锭子存在的问题和研究现状的基础上,根据转子动力学的低刚度小阻尼弹性支承理论和滑动轴承的流体动力润滑理论,提出了一种新型的锭子结构设想——低刚度小阻尼三弹性滑动轴承支承细纱锭子。本文还简要地叙述了这种新型结构解决问题的思路及原理。     

高速锭子结构与轴承负荷的研究

本文讨论了高速锭子弹性圈刚度设计对临界速度的影响和高速锭子的弹性支承与轴承负荷的关系,从理论及实践上阐明影响轴承负荷的各项因素,并提出减轻轴承负荷的措施以及指出今后为适应高速大卷装锭子结构研究的趋向。     

两端任意线弹性支承的压杆稳定性研究

基于挠曲线近似微分方程,对两端任意线弹性支承的压杆用10个初参数,建立了其处于微弯曲平衡状态时统一的变形方程、静力平衡方程和物理方程。由齐次线性方程组有非零解的条件,导出了求解临界压力的特征方程。验证了在完全理想支承下计算临界压力的欧拉公式仅是本文导出公式的特例,同时以六个非完全理想支承的压杆为例,计算其长度因数。系统地解决了两端任意线弹性支承的压杆临界压力的计算问题。     

具有转动弹性支承杆的热弹性过屈曲分析

基于轴线可伸长杆的几何非线性理论,建立了两端为转动方向弹性约束杆的热屈曲控制方程.该问题是包含杆轴线弧长在内的多未知函数的强非线性两点边值问题,无法求其解析解.本文采用打靶法得到了该问题的数值解,给出了具有不同长细比?不同弹性支承系数杆的热过屈曲平衡路径和平衡构形.     

带静电斥力的弹性杆的数值方法和结构分析

由于DNA分子之间存在静电斥力能防止弹性杆之间相互穿越，与普通弹性杆不一样。为研究DNA分子在静电斥力作用下，其结构形状受静电斥力影响的情况，给出了DNA在存在静电斥力作用下超细长弹性杆的平衡方程，利用递推方法建立了求解平衡方程的数值方法，并给出了超长弹性杆在静电斥力作用下的图形处理的计算实例和分析，该平衡方程和算法为研究大分子的结构提供了一种新方法。     

应用动力学模型的高速主轴无试重动平衡方法

为解决高速主轴由于不平衡导致的振动问题,提出了一种基于动力学模型的高速主轴动平衡方法,其仅需在工作转速下采集振动响应数据,且无需停机试重.该方法通过对连续分布的不平衡量进行集中化处理,缩减不平衡响应与不平衡量之间的关系矩阵,可以在高速主轴的任意2个位置上实现双面平衡.研究结果表明,该方法能够准确地识别出等效集中的不平衡量,且所识别的由等效不平衡量引起的振动响应与原始振动响应基本一致.因此,添加配重后可使主轴各位置不平衡振动得到有效地抑制.     

高速气浮电主轴转子系统不平衡响应分析

针对高速气浮电主轴转速高,动力学行为复杂,对不平衡激励敏感的特点,基于推广的拉格朗日方程,建立了高速电主轴转子气体轴承系统的动力学数学模型,获得了自由振动微分方程与强迫振动微分方程。在分析气浮电主轴系统残余不平衡质量产生的惯性离心力及不平衡磁拉力的作用机理的基础上,利用有限元方法,对某最高工作转速为250000 r／min 的高速气浮电主轴转子系统进行了不平衡激励的谐响应分析,揭示了运行于超临界模式的高速气浮电主轴在不平衡激励下的动力学行为,为实际工程应用中的高速气浮电主轴转子系统的优化设计、振动控制等提供了理论依据。     

一种测量转子动刚度的方法及应用

基于Jeffcott转子不平衡响应理论,通过在轮盘上加载不平静质量,测量不平衡质量产生的不平衡响应,实现了一种获得转子动刚度曲线的方法。通过改变支座拧紧力矩来改变支座连接刚度,以转子动刚度衡量不同支座连接刚度对转子动力学特性的影响。理论和试验结果验证了该方法的正确性,试验表明:当支座反力小于支座拧紧力矩所能产生的最大静摩擦力时,增加支座连接刚度并不会改变转子系统的动刚度。     

考虑弹性支承的旋转凸肩叶片动力学特性分析

利用解析方法对考虑弹性支承的凸肩叶片进行动力学建模,在解析模型中考虑叶片的旋转效应、安装角、扭转角以及凸肩位置处截面变化的影响.利用ANSYS软件建立了相对应的有限元模型,验证了所建立的解析模型的有效性.通过所建立的解析模型和有限元模型,分析了叶根处支承刚度和凸肩位置对叶片动力学特性的影响.研究结果表明:随着叶根处支承刚度的增加,叶片的固有频率升高,但支承刚度增加到一定程度后,支承刚度的增加不再引起固有频率的升高;随着凸肩位置至叶尖距离的增加,叶片的第1阶和第3阶固有频率有升高的趋势,而第2阶固有频率则会随之降低.此外,采用解析方法能够明显提高计算效率.     

商用乘骑式割草车刀盘的模拟与改进

为提高商用乘骑式草坪割草车的性能,对具有单刀盘三刀结构的刀盘进行了改进.建立刀盘和刀片的三维结构模型并进行有限元模拟.在刀片旋刀式运动的理论分析基础上,确定其运动不平衡产生的激励类型.通过对刀盘进行动态响应分析,设计出改进的刀盘结构.创新设计的割草车刀盘增加了弧形曲面相连形状的钣金裙围结构,使得所设计的割草车刀片的刀尖速度不低于80 m/s,能够保证其具有较高的旋转频率以获得较大的出力,同时不会引起激烈的共振和较大的噪音,提高了割草的效果和效率.     

风扇叶片结冰对航空发动机不平衡响应影响研究

航空发动机风扇叶片结冰对转子不平衡具有显著的影响;并导致发动机推力的损失。针对风扇叶片结冰对转子不平衡的影响问题,采用结冰软件详细分析了商用航空发动机风扇叶片结冰情况。基于隐式动力学模型研究了风扇叶片结冰引起的整机转子不平衡。通过整机有限元模型研究了风扇叶片结冰对不同支撑轴承载荷和位移的影响;进一步研究了不平衡条件下转子和静子的间隙。研究结果表明风扇叶片结冰质量的最大工况为地面慢车状态,对一号轴承和二号轴承有一定的影响。提出的分析方法可以为风扇叶片防冰设计和验证提供指导。     

复杂结构上的磁悬浮轴承混合控制关键技术

通常磁悬浮主轴单元采用相对位移运动控制，安装到复杂机床结构上后，由于受到切削力、不平衡力、AMB及主轴电机电磁力和机床其他激励作用的影响，难以获得更高的加工精度。为了提高安装于复杂结构磁悬浮主轴单元的精度和动刚度，提出相对和绝对运动混合控制策略。分析了实现混合控制需要解决的关键技术问题以及混合控制方法的应用展望。     

偏心电主轴动力学分析

为了揭示偏心状态下高速电主轴的动力学行为,从高速电主轴的结构特征出发,应用有限元法对其进行动力学分析,建立了高速电主轴动力学分析模型;基于电磁学和机械系统动力学基本理论,建立了各种偏心状态下高速电主轴的广义不平衡力表达式,根据所建动力学模型可以获得高速电主轴在不同预加载荷、轴承配置下的固有频率和不平衡响应等动态特性。将120MD60Y6型电主轴的机电结构参数代入模型,并利用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,计算所得的数据与实验所测数据相符,从而证明所建模型是正确的。     

汽轮机叶片动应力计算方法的研究

研究了汽轮机叶片的动应力特性及频率、激振力、阻尼等因素对动应力特性的影响,建立叶片有限元模型、激振力模型和阻尼特性处理方法的基础上,建立了采用模态迭加法求地片强迫振动的方程,建立了定量计算叶片振动响应和动应力的模型和计算方法,对真空叶片动应力场进行计算,所得结果与实际吻合,表明该模型和方法具有理论和工程应用价值。