气体稀薄效应对微机电系统(MEMS)气体轴承-转子系统不平衡响应的影响

为研究气体稀薄效应对微机电系统(MEMS)气体轴承-转子系统不平衡响应的影响,给出了MEMS气体轴承-转子系统运动方程和MEMS气体轴承的雷诺方程;利用双向隐式差分算法,给出了修正雷诺方程的详细数值求解过程;将转子运动方程与雷诺方程相结合,采用4阶龙格-库塔方法计算分析了气体稀薄效应对气体轴承-转子系统不平衡响应的影响。研究结果显示,考虑气体稀薄效应后,当质量偏心距较大时,MEMS气体轴承-转子系统的失稳轴颈转速较大,表明合适的偏心质量有助于改善系统的稳定性;在相同的质量偏心距下,考虑气体稀薄效应时气体轴承-转子系统在较低轴颈转速处出现峰值,表明此时不平衡偏心质量对气体轴承-转子系统运动的影响增大。     

参数激励电磁轴承-转子系统的混沌特性

研究了参数激励下电磁轴承-转子系统的非线性动力学嗡题,得出了主参数共振情况下的平均方程,得到了平均系统的Normal Form.对平均方程进行数值模拟,结果表明电磁轴承-转子系统在某些参数区域内可以出现全局分叉和混沌运动.     

动量轮滚动轴承-转子系统非线性动力响应分析

建立了考虑非线性轴承力的动量轮轴承-转子系统动力学方程,并采用Runge-Kutta数值方法对其求解。利用分岔图、Poincare映射图、幅值谱图依次分析了不同转速、等效阻尼、径向游隙状态下系统动力学响应特征。分析结果表明:滚动轴承-转子系统具有丰富的周期、拟周期以及混沌的响应形式。混沌响应中存在变柔度振动,且x方向较为剧烈。合理选择滚动轴承的参数组合,可使滚动轴承-转子系统处于较稳定的振动响应状态。     

高速球轴承?转子系统动态性能的分析与优化

针对轴承刚度随转速呈非线性变化的特点,基于角接触球轴承拟静力学模型,考虑轴承内圈离心位移的影响,运用数值方法对轴承和轴承组的动刚度进行了计算。在此基础上,根据轴承-转子系统的有限元模型建立了动力学方程,并编制数值迭代程序求解其特征值,进而得到了系统的临界转速。由于转速对轴承(组)动刚度的影响,在每一次迭代计算中,需根据前次迭代计算出的临界转速求解前、后轴承(组)的动刚度,重建系统的有限元模型,因此结合Matlab优化工具箱,运用单纯形法对转子内径与轴承跨距进行了优化。分析结果表明:通过优化转子内径与轴承跨距,轴承-转子系统的一阶临界转速提高了7.65%,由于转速与内圈离心位移对轴承或轴承组动刚度的影响很大,因此在高速轴承-转子系统的动态分析中应考虑该影响因素。     

高速滚动轴承-转子系统动力学特性分析

为研究高速滚动轴承-转子系统的非线性动力学特性,分析了高速滚动轴承刚度和阻尼参数的推导方式,得到滚动轴承刚度-阻尼值的变化与轴承滚动体的位置角的关系,及其变化幅与转速的关系;并对轴承-转子系统动力学特性进行了分析,得到阻尼系数的变化对轴承-转子系统动力学特性的影响.通过分析得出转速越大,刚度与阻尼值的变化周期越短,而轴承-转子系统的动力学特性随阻尼增大成非线性减弱.     

紊流滑动轴承-转子系统的稳定性

在轴承-转子系统中,由于转子尺寸的不断增大和线速度的不断提高,使得大部分轴承在紊流工况下运行。为分析轴承-转子动力学的稳定性,本文采用无限长滑动轴承模型假设,结合Sommerfeld变换,获得了紊流工况下非线性油膜力,建立了紊流滑动轴承支承的转子系统的动力学模型,运用Routh-Hurwitz判据分析了轴承-转子系统的稳定性,研究了紊流效应对紊流滑动轴承的刚度系数、阻尼系数、转子临界转速和在临界转速下转速频率比的影响。     

轴承-转子系统中滚动球轴承的动力学相似设计

针对轴承-转子系统缩尺模型中轴承的动力学相似设计问题,基于量纲分析法和相似π定理,建立了轴承-转子系统中滚动球轴承模型的动力相似准则,获得了滚动球轴承模型与原型各动力参数的相似关系.在此基础上根据滚动球轴承刚度计算公式得出刚度与基本参数之间的相似关系,并进行了滚动球轴承接触变形和最小油膜厚度的数值验证.最后通过设计实例说明了所建立的相似关系在实际轴承-转子模型设计中的有效性和实用性.     

滑动轴承-转子系统中金属阻尼器的减振特性

为了探究金属阻尼器对滑动轴承-转子系统减振性能的影响,设计并制造了普通、周向金属阻尼器支撑、径向金属阻尼器支撑的3种滑动轴承,并通过试验研究了含3种轴承的轴承-转子系统的振动特性和稳定性,分析了轴承-转子系统的半速涡动和减振特性.结果表明:与普通滑动轴承相比,金属阻尼器支撑的滑动轴承的加速度幅值显著降低;因为没有明显的半速涡动和异步振动,所以径向金属阻尼器支撑的滑动轴承比周向金属阻尼器支撑的滑动轴承的减振效果更好;由金属阻尼器消散的振动能量有助于提高轴承-转子系统的动态稳定性.     

圆柱滚子轴承若干参数对弹性转子系统临界转速的影响

以圆柱滚子轴承支承的弹性Jeffcott转子系统为研究对象,推导了一种新的计算滚子轴承径向刚度和阻尼的方法.通过编程计算,求解了轴承-转子系统的临界转速,详细研究了滚动轴承的滚子长度、转子质量、轴承间跨距等参数对系统临界转速的影响规律.同时比较了考虑轴承阻尼和不考虑轴承阻尼两种情况下系统临界转速的区别,得出了一系列规律性的曲线关系,并对这些曲线进行了分析.     

高速动静压轴承支承主轴系统动特性测试研究

以自行设计的高速主轴水润滑动静压轴承为基础,采用不平衡质量法识别出转子系统支撑轴承的动特性系数,通过轴承性能测试实验得到了供水压力、主轴转速等运行参数对轴承-转子系统动特性的影响.结果表明:轴承-转子系统动特性系数随系统供水压力和主轴工作转速的增加而增大;在供水压力较低时,工作转速对轴承动特性影响较小;当供水压力升高到一定程度时,工作转速对轴承的动特性产生较大影响,此项研究对轴承-转子系统结构参数的改进以及不同工况下最佳运行参数的确定具有一定的指导意义.     

基于优化设计的连杆有限元分析

有限元分析在各个工程领域得到了广泛的应用,利用三维CAD软件SolidWorks中的有限元分析工具COSMOS对联轴部件中的连杆进行分析及结构优化设计,寻找出最佳设计方案。     

Daubechies小波有限元法联系系数计算研究

针对Daubechies小波有限元法的联系系数计算精度不足这一问题,首先推导了Daubechies小波有限元法中常用联系系数的计算公式,分析了导致联系系数计算精度不足的主要原因,并首次尝试将最小二乘法引入Daubechies小波有限元法联系系数的计算中,求解所得超定方程组可得联系系数值。实例结果表明,此法可有效提高Daubechies小波有限元法联系系数的计算精度。     

有限元三角剖分的自动加密程序

本文研制了有限元三角剖分的自动加密程序。该程序可以被使用者直接用来对其初始三角剖分作局部加密,也可以作为有限元自适应计算系统中的一个模块。文章还给出了一个在半导体器件模拟中的应用实例。     

几种矩形板单元及其数值分析

利用有限元程序生成系统(FEPGS),以ACM元，两种双参数12参元和标准16参元等四种矩形单元为例，通过对其在矩形区域内均匀剖分和非均匀剖分进行计算、分析,得出在四周固支的情况下,16参元优于两种双参数12参元和ACM元的结论,检验了理论分析的结果.同时发现随着剖分数的增大，四种单元位移结果的误差均出现波动，其中16参单元波动幅度较大，而在剖分数较大时，两种12参元精度比16参元还要高.另外还发现非均匀网格剖分能够提高或降低解的精度.     

Vibration Analysis of Digital Radiography System for Large Container Inspection

The cantilever vibration characteristics of a digital radiography system were analyzed to predict the effect of vibration on the performance of a mobile container inspection system. The static deformation,vibration mode and natural frequency of the cantilever of the digital radiography system were calculated with the ALGOR Finite Element System to verify the strength and rigidity of the cantilever. The maximum amplitude of the cantilever vibration occurs as it starts accelerating. The predictions show good agreement with test results, indicating that the finite element model of the cantilever structure accurately models the mechanical characteristics.     

结构分析可视化系统FEVS的设计与实现

详细阐述了ＦＥＶＳ系统的设计思想、系统结构、数据管理及其多种处理和显示数据场的方法；讨论了等值线、等值面及剖面的生成与实现算法．ＦＥＶＳ可用于对工程结构经有限元分析后所产生的非结构化三维数据场进行可视化处理．结果表明，该系统功能全面，使用方便，其算法具有通用性．     

有限元法在腐蚀管道剩余强度研究中的应用

本文首先在吸收和借鉴国内外在腐蚀管道评估方面所取得的研究成果的基础上,为了克服现存各种评估方法的局限性,得到更符合工程需要的评估结果,文中重点用有限元方法对腐蚀管道的剩余强度进行了分析评估,分析采用了线弹性有限元模型,考虑了几何非线性和材料非线性。通过把有限元分析的结果和现存的准则及试验结果进行比较,有限元法与其他方法相比具有明显的优势,它可以尽可能的不简化或少简化模型,能较准确的模拟管道实际受力状态。表明用有限元分析得到的结果具有很高的准确度,并证明了现存评估方法的保守性。分析得到的结果可为工程实际提供参考。     

ICBCG算法在涡流有限元解法中的应用与探讨

用类比法给出了ICBCG算法迭代格式,并把它应用于涡流的有限元计算。对它的收敛性进行了较详细的分析与探讨,提出了在某些场合可以使收敛加速的返回迭代法。     

塑性有限元法及三维网格划分问题

概要介绍了塑性有限元方法的发展历程及最新成果,开发了应用于有限元方法数值模拟锻造生产过程的三维有限元网络自动划分软件。     

含有界面裂纹薄膜的有限元分析

薄膜-基体复合材料在许多工程领域得到广泛应用。但在生产与使用过程中膜基界面处容易产生裂纹,裂纹的扩展导致膜层的脱落是使膜层完全失效的主要形式之一。目前主要用划痕法定量地测量膜基的结合力。先参考划痕法的试验过程建立分析薄膜力学响应的模型。然后在FEPG(有限元自动生成系统)平台上,编制相应的计算程序。并计算分析了裂纹在不同基底TiN薄膜中的影响和裂纹位置不同对TiN/Au/HSS双层膜的影响,以及裂纹长短不同对TiN/HSS单层膜的影响,表明薄膜应力与裂纹的存在因素有关。